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 在可再生能源日益短缺及溫室效應(yīng)日趨惡劣的嚴(yán)峻形勢(shì)下，Seebeck效應(yīng)作為一種新的能源轉(zhuǎn)化方式，可以有效地將日常生活及工業(yè)生產(chǎn)廢熱和不能被太陽能電池有效吸收的紅外波段轉(zhuǎn)化為亟需的電能，故而引起了科研工作者們的廣泛關(guān)注。衡量熱電材料能量轉(zhuǎn)化效率的最重要的指標(biāo)是其品質(zhì)因子ZT(=S2σT/κ)，如何提高材料的品質(zhì)因子是熱電科研工作者們普遍關(guān)注的問題。     由于本征的納米析出相以及價(jià)鍵非簡(jiǎn)諧性(bond anharmonicity)的存在, BiAgSeS具有非常低的本征熱導(dǎo)率κ；然而，因其過低的載流子遷移率極大地限制了其功率因子S2σ。何佳清教授課題組巧妙地將在二維薄膜中廣泛運(yùn)用的調(diào)制摻雜(modulation doping)技術(shù)推廣到三維塊體BiAgSeS材料中，使用具有不同載流子濃度的異質(zhì)晶粒構(gòu)建三維復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而極大地提升了該材料中的載流子遷移率，使得功率因子S2σ相對(duì)于均勻摻雜的對(duì)照樣品提升了約87%，進(jìn)而顯著地提升了BiAgSeS材料的熱電轉(zhuǎn)化效率。文章結(jié)合了透射電子顯微術(shù)和理論計(jì)算對(duì)在n型BiAgSeS三維塊體復(fù)合材料中運(yùn)用調(diào)制摻雜改進(jìn)載流子遷移率的物理機(jī)制做了深入的探討；該工作對(duì)調(diào)制摻雜技術(shù)在三維塊體熱電材料中的廣泛運(yùn)用頗具啟發(fā)意義。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 本項(xiàng)目開發(fā)出兩類高性能尖晶石型錳系鋰電池正極材料，包括多孔結(jié)構(gòu)LiMn2O4材料和微納結(jié)構(gòu) LiNi0.5Mn1.5O4材料。對(duì)于LiMn2O4材料，利用“乳液沉淀-固相鋰化”制備路徑，獲得了高純度富鋰尖晶石相，產(chǎn)物具有一維多孔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物尺寸可在納米、亞微米和微米尺度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，優(yōu)化的產(chǎn)品具有非常好的高倍率性能和長(zhǎng)周期循環(huán)性能。對(duì)于LiNi0.5Mn1.5O4材料，利用“碳酸鹽一步共沉淀法”和“表面活性劑輔助草酸鹽共沉淀法”兩種制備技術(shù)路線，獲得的產(chǎn)品眾多優(yōu)點(diǎn)。 項(xiàng)目特色和創(chuàng)新之處：開發(fā)了“乳液沉淀-固相鋰化”、“碳酸鹽一步共沉淀法”和“表面活性劑輔助草酸鹽共沉淀法”三條技術(shù)路線，用于多孔結(jié)構(gòu)LiMn2O4電極材料和微納結(jié)構(gòu)LiNi0.5Mn1.5O4的制備，制備方法工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施，有利于推廣應(yīng)用，制備的產(chǎn)品具有晶相純度高、形貌規(guī)整、粒徑可調(diào)、振實(shí)密度大、高電壓區(qū)間容量高、比容量高、倍率性能好、長(zhǎng)周期循環(huán)性能突出等特點(diǎn)。 社會(huì)貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益：使尖晶石型新型錳系鋰電池正極材料形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，提升電池行業(yè)的研發(fā)水平和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)化，帶動(dòng)鋰電池等新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

本項(xiàng)目開發(fā)出兩類高性能尖晶石型錳系電池正極材料，包括多孔結(jié)構(gòu) LiMn2O4 和微納結(jié)構(gòu) LiNi0.5Mn1.5O4。對(duì)于 LiMn2O4 材料，利用“乳液沉淀—固相鋰化”制備路徑，獲得了高純度富鋰尖晶石相，產(chǎn)物具有一維多孔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物尺寸可在納米，亞微米和微米尺度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，優(yōu)化的產(chǎn)品具有非常好的高倍率性能和長(zhǎng)周期循環(huán)性能。對(duì)于 LiNi0.5Mn1.5O4 材料，利用“碳酸鹽一步共沉淀法”和“表面活性劑輔助草酸鹽共沉淀法”兩種制備技術(shù)路線，獲得的產(chǎn)品具有晶相純度高、顆粒規(guī)整、振實(shí)密度大、高電壓區(qū)間容量高，倍率性能好等特點(diǎn)。 項(xiàng)目特色： 開發(fā)了“乳液沉淀—固相鋰化”、“碳酸鹽一步共沉淀法”和“表面活性劑輔助草酸鹽共沉淀法”三條技術(shù)路線，用于多孔結(jié)構(gòu)LiMn2O4 電極材料和微納結(jié)構(gòu) LiNi0.5Mn1.5O4 的制備，制備方法工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，有利于推廣應(yīng)用，制備的產(chǎn)品具有晶相純度高、形貌規(guī)整、粒徑可調(diào)、振實(shí)密度大、比容量高、倍率性能好、長(zhǎng)周期循環(huán)性能突出等特點(diǎn)。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 本項(xiàng)目社會(huì)貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益在于使尖晶石型新型錳系鋰電池正極材料形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，提升電池行業(yè)的研發(fā)水平和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)化，帶動(dòng)鋰電池新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

本發(fā)明公開了一種用于多晶硅鑄錠爐的隔熱塊，設(shè)置在多晶硅鑄錠爐的坩堝底部外周，用于坩堝加熱或冷卻多晶硅過程中的隔熱保溫，該隔熱塊為中空方形筒體結(jié)構(gòu)，筒體筒壁為中空夾層結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)壁用于包覆設(shè)置在坩堝底部的熱交換塊外周壁面，且該內(nèi)壁與所述熱交換塊外周壁面具有間隙，所述外壁用于與設(shè)置在坩堝外圍的豎直隔熱板固定接觸，所述坩堝中心線、熱交換塊中心線以及隔熱塊中心線重合，且所述隔熱塊頂部低于熱交換塊頂部。本發(fā)明還公開了具有

首次使用炔烴作為卡賓前體完成了一例不對(duì)稱Si-H鍵插入反應(yīng)，高效構(gòu)筑了一類新型手性有機(jī)硅化合物。該反應(yīng)使用手性羧酸雙銠催化劑，首先促進(jìn)羰基-烯-炔底物發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化現(xiàn)場(chǎng)生成雙芳基金屬卡賓，該金屬卡賓中間體進(jìn)而對(duì)硅烷的Si-H鍵發(fā)生高對(duì)映選擇性的插入反應(yīng)，給出相應(yīng)的手性有機(jī)硅化合物。該反應(yīng)的條件溫和，底物適用范圍廣，大部分產(chǎn)物的ee值都能達(dá)到90%以上。所得的手性烯丙基硅產(chǎn)物能夠進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，例如發(fā)生烯丙基乙酰化反應(yīng)，對(duì)映選擇性能夠得到很好的保持，因此在有機(jī)合成中具有一定的應(yīng)用潛力。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)對(duì)雙銠催化劑、硅烷展現(xiàn)出一級(jí)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，對(duì)底物則表現(xiàn)出零級(jí)動(dòng)力學(xué)特征，說明銠卡賓對(duì)Si-H鍵的插入步驟是反應(yīng)的決速步，這與動(dòng)力學(xué)同位素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（KIE=1.5）相一致。本研究表明炔烴作為卡賓前體同樣可以發(fā)生高對(duì)映選擇性的Si-H鍵插入反應(yīng)，結(jié)合炔烴化學(xué)在從簡(jiǎn)單原料構(gòu)筑復(fù)雜產(chǎn)物上的優(yōu)勢(shì)，為結(jié)構(gòu)多樣性有機(jī)硅化合物的合成提供了新的方向。

傳統(tǒng)的CCD、CMOS硅基成像器件都不能響應(yīng)紫外波段的光信號(hào)，這是因?yàn)樽贤獠ǘ蔚墓獠ㄔ诙嗑Ч柚写┩干疃群苄。?lt;2nm）。但是近年來隨著紫外探測(cè)技術(shù)的日趨發(fā)展，人們?cè)絹碓叫枰獙?duì)紫外波段進(jìn)行更深的探測(cè)分析與認(rèn)識(shí)。紫外探測(cè)技術(shù)是繼激光探測(cè)技術(shù)和紅外探測(cè)技術(shù)之后發(fā)展起來的又一軍民兩用光電探測(cè)技術(shù)。幾十年來，紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件。硅基成像器件如CCD、CMOS是應(yīng)用最廣泛的光電探測(cè)器件。當(dāng)前最先進(jìn)的光譜儀器大都采用了CCD或CMOS作為探測(cè)器件，這是因?yàn)镃CD、CMOS具有靈敏度強(qiáng)、噪聲低、成像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），CCD、CMOS等在紫外波段響應(yīng)都很弱。成像器件的這種紫外弱響應(yīng)限制了其在先進(jìn)光譜儀器及其他領(lǐng)域紫外波段探測(cè)的使用。 在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,寬光譜響應(yīng)范圍、高分辨率、高靈敏度探測(cè)器CCD已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高檔光譜儀器中。上世紀(jì)中葉美國(guó)Varian公司開發(fā)的Varian700 ICP-AES所使用的寬光譜CCD檢測(cè)器分辨率達(dá)0.01nm,光波長(zhǎng)在600nm和300nm時(shí)QE分別達(dá)到了84%和50%；美國(guó)熱電公司開發(fā)的CAP600 系列ICP所用探測(cè)器光譜響應(yīng)范圍更是達(dá)到165～1000nm，在200nm時(shí)的分辨率達(dá)到0.005nm.法國(guó)Johinyvon的全譜直讀ICP，其所用的CCD探測(cè)器像素分辨率達(dá)0.0035nm,紫外響應(yīng)拓展到120nm的遠(yuǎn)紫外波段。德國(guó)斯派克分析儀器公司的全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀一維色散和22個(gè)CCD檢測(cè)器設(shè)計(jì)，其光譜響應(yīng)范圍為120－800nm。德國(guó)耶拿JENA 連續(xù)光源原子吸收光譜儀contrAA采用高分辨率的中階梯光柵和紫外高靈敏度的一維CCD探測(cè)器，分辨率達(dá)0.002nm,光譜響應(yīng)范圍為189—900 nm。總而言之，發(fā)達(dá)國(guó)家在寬光譜響應(yīng)和高分辨率高靈敏度探測(cè)器件的研制領(lǐng)域已取得相當(dāng)?shù)某删汀Ｖ饕夹g(shù)指標(biāo)和創(chuàng)新點(diǎn)（1）  我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次提出紫外增強(qiáng)的硅基成像器件，并在不改變傳統(tǒng)硅基成像探測(cè)器件的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用鍍膜的方法增強(qiáng)成像探測(cè)器件CCD、CMOS的紫外響應(yīng)，使其光譜響應(yīng)范圍拓寬到190—1100nm，實(shí)現(xiàn)對(duì)190nm以上紫外光的探測(cè)。（2）  提高成像探測(cè)器的紫外波段靈敏度，達(dá)到0.1V/lex.s。（3）  增強(qiáng)成像探測(cè)器件的紫外響應(yīng)的同時(shí)，盡量不削弱探測(cè)器件對(duì)可見波段的響應(yīng)。（4）  選用適合的無機(jī)材料，克服有機(jī)材料使用壽命短的缺陷。 紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件，該設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)CCD、CMOS結(jié)合，能滿足寬光譜光譜儀器所需的紫外響應(yīng)探測(cè)器的需要。能提高光譜儀器光譜響應(yīng)范圍，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)分析和檢測(cè)中具有很廣的市場(chǎng)前景。 該設(shè)計(jì)樣品能取代傳統(tǒng)CCD、CMOS，應(yīng)用于大型寬光譜光譜儀器上，作為光譜儀的探測(cè)器件。將傳統(tǒng)光譜儀器的光譜檢測(cè)范圍拓寬到190—1100nm. 實(shí)現(xiàn)紫外探測(cè)和紫外分析。具有較強(qiáng)的市場(chǎng)推廣應(yīng)用價(jià)值。

北京大學(xué)物理學(xué)院“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)”王劍威研究員和龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組，與英國(guó)、丹麥、奧地利和澳大利亞的學(xué)者合作，實(shí)現(xiàn)了硅基集成光量子芯片上的多體量子糾纏和芯片-芯片間的量子隱形傳態(tài)功能，為芯片上光量子信息處理和計(jì)算模擬的應(yīng)用，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)物理期刊Nature Physics(https://www.nature.com/articles/s41567-019-0727-x)。 集成光量子芯片技術(shù)，結(jié)合了量子物理、量子信息和集成光子學(xué)等前沿學(xué)科，通過半導(dǎo)體微納加工制造高性能且大規(guī)模集成的光量子器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)光量子信息的高效處理、計(jì)算和傳輸?shù)裙δ堋Ｆ渲校霉杌矫婀獠▽?dǎo)集成技術(shù)的光量子芯片具有諸多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，包括集成度高、穩(wěn)定性好、編程操控性優(yōu)越和可單片集成核心光量子器件等，因此被認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)光量子信息應(yīng)用的重要手段之一。 A. 硅基量子隱形傳態(tài)和多光子量子糾纏芯片的示意圖，左上角為集成量子光源的電子顯微鏡圖；B. 量子隱形傳態(tài)的量子線路圖；C. 量子糾纏互換的量子線路圖；D. GHZ糾纏制備的量子線路圖 北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)與布里斯托爾大學(xué)、丹麥科技大學(xué)、奧地利科學(xué)院、赫瑞-瓦特大學(xué)和西澳大利亞大學(xué)科研人員密切合作，在硅基光量子芯片技術(shù)和應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種基于微環(huán)諧振腔的高性能集成量子光源，通過硅波導(dǎo)的強(qiáng)四波混頻非線性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了光子全同性優(yōu)于90%、無需濾波后處理的50%觸發(fā)效率的單光子對(duì)源，達(dá)到了對(duì)4組微腔量子光源陣列的相干操控，片上雙光子量子糾纏源的保真度達(dá)到了92%。團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵的可編程片上雙比特量子糾纏門，可以按照功能需要切換貝爾投影測(cè)量和量子比特焊接操作，通過量子態(tài)層析實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了高保真的雙比特糾纏操作。 研究團(tuán)隊(duì)在單一硅芯片上實(shí)現(xiàn)了高性能量子糾纏光源、可編程雙比特量子糾纏門，以及可編程單量子比特測(cè)量的全功能集成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了三種核心量子功能模塊——芯片上四光子真糾纏、量子糾纏互換、芯片-芯片間的高保真量子隱形傳態(tài)。通過對(duì)兩對(duì)糾纏光子對(duì)進(jìn)行量子比特焊接操作，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)并判定了四比特Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 真量子糾纏的存在；通過對(duì)兩對(duì)糾纏光子中各一個(gè)光子進(jìn)行貝爾投影操作，實(shí)現(xiàn)了量子糾纏互換功能，使來自不同光子源的光子間產(chǎn)生了量子糾纏；利用兩個(gè)芯片間的量子態(tài)傳輸和量子糾纏分布技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)芯片間任意單量子比特的量子隱形傳態(tài)，達(dá)到了近90%的隱形傳態(tài)保真度。 團(tuán)隊(duì)研制的硅基多光子量子芯片尺寸僅占幾平方毫米，比傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法小了約5-6個(gè)數(shù)量級(jí)，不僅達(dá)到了器件的微型化，同時(shí)具備了單片全功能集成、器件編程可控、系統(tǒng)性能優(yōu)越等特點(diǎn)，其中量子隱形傳態(tài)保真度優(yōu)于已報(bào)道的其它物理實(shí)現(xiàn)方法。多體量子糾纏體系的片上制備與量子調(diào)控技術(shù)，為片上量子物理基礎(chǔ)研究和片上光量子信息處理傳輸、量子計(jì)算模擬的應(yīng)用提供了重要基礎(chǔ)。

本發(fā)明的首要目的是提供一種含硅含硼水性聚氨酯，本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種上述含硅含硼水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：a、稱取大分子二元醇與TDI混合，在N2保護(hù)下升溫至70～90°C，反應(yīng)1～3h，然后先加入DMPA反應(yīng)1～2h，再加入BDO反應(yīng)1～3h，降溫至60～70°C，接著滴加氨基封端的硅氧烷反應(yīng)0.5～1.5h，降溫至30～50°C，得硅氧烷封端的聚氨酯；b、將硅氧烷封端的聚氨酯置于1500～2000rpm的轉(zhuǎn)速條件下,先加入TEA進(jìn)行乳化、中和20～30min，再加入硼酸繼續(xù)乳化

環(huán)氧樹脂作為一種運(yùn)用廣泛的高分子材料，主要優(yōu)點(diǎn)有：①耐濕性、耐堿性、耐酸性和耐溶劑性好；②固化收縮率低；③介電絕緣性、力學(xué)性能優(yōu)良；④與多種基材的粘接性能優(yōu)異。但是，環(huán)氧樹脂耐熱阻燃性能差，極大限制了它在高性能化方向的應(yīng)用。本項(xiàng)目采用磷、硅、氮三者協(xié)同阻燃體系改性環(huán)氧樹脂，不僅使環(huán)氧樹脂的阻燃性能達(dá)到不燃物標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各元素比重都較低，相對(duì)降低由于某一種元素含量過高造成對(duì)環(huán)氧固化體系基體性能的過多影響。

 基于硅材料和CMOS工藝制備光電子器件及其集成技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)低成本、批量化生產(chǎn)，并具有和微電子單片集成的潛力，是目前國(guó)際光電子前沿研究領(lǐng)域。該技術(shù)不僅可以用于片上光互連，也可為骨干網(wǎng)、光接入網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心提供高性能、低成本收發(fā)模塊。  在國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目《超高速低功耗光子信息處理集成芯片與技術(shù)基礎(chǔ)研究》的支持下，針對(duì)硅基材料不具備線性電光效應(yīng)、而利用自由載流子等離子色散效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電光調(diào)節(jié)效率低、功耗高等科學(xué)難題，提出了一系列解決思路和具有創(chuàng)新性的器件結(jié)構(gòu)，形成了硅基光電子集成器件設(shè)計(jì)方法和基于CMOS工藝的制備工藝流程，成功制備了一系列硅基光電子集成芯片。  該技術(shù)不僅為我國(guó)硅基光電子集成技術(shù)的發(fā)展和華為等知名電信設(shè)備企業(yè)新一代產(chǎn)品提供了有力的技術(shù)支撐，也引起了國(guó)際同行的密切關(guān)注。美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)《Optics & Photonics News》曾出版專題報(bào)道“Integrated Photonics in China”，對(duì)本項(xiàng)目的部分工作進(jìn)行了介紹。2014年底，Nature Photonics將本項(xiàng)目首次在硅基上研制成功的大容量可編程光緩存芯片作為Research Highlight加以報(bào)道。