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成果介紹基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)是近十幾年發(fā)展起來的一類新型平面集成高性能導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，2011年被國際微波雜志列為“改變未來無源與控制器件的十大非凡發(fā)明”之首（Microwave Journal, Nov. 2011）。本項目組是國際上這一領(lǐng)域的主要貢獻者之一，在國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體基金和國家973項目等的資助下，對基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的傳輸特性、諧振特性、損耗機理、模式轉(zhuǎn)換機理、極化轉(zhuǎn)換機理等科學(xué)問題及其在多個分支的創(chuàng)新應(yīng)用開展了系統(tǒng)深入的研究，建立了精確有效的設(shè)計方法，構(gòu)建了基礎(chǔ)設(shè)計公式，提出并命名了半?；刹▽?dǎo)等新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，提出了一系列基片集成類無源元件新結(jié)構(gòu)等。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)1、在國際上最早提出并發(fā)展了適合于周期性基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的頻域有限差分和直線法全波分析模型，揭示了其傳輸機理，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一組閉式設(shè)計公式。這組公式已被廣泛用于基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)元器件的設(shè)計。相關(guān)代表作單篇正面他引均超過150次。2、提出并命名了半模基片集成波導(dǎo)、折疊半模基片集成波導(dǎo)等新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究了其導(dǎo)波特性、損耗機理和模式轉(zhuǎn)換機理等，構(gòu)建了設(shè)計公式，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列新型微波毫米波高性能元器件，其中代表作單篇正面他引均超過100次。3、提出了多種基片集成波導(dǎo)無源新結(jié)構(gòu)，深入研究了其諧振特性、耦合特性和損耗機理，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列高性能新型元器件及單基片集成系統(tǒng)。相關(guān)代表作合計正面他引350余次。4、在基片集成波導(dǎo)天線輻射機理研究的基礎(chǔ)上，突破了經(jīng)典Elliott設(shè)計公式的局限性，建立了相應(yīng)的分析模型和設(shè)計方法，發(fā)展了一系列新穎的高性能基片集成類天線及陣列，相關(guān)代表作由于其基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性被合計正面他引300余次。市場前景項目研究成果已獲54項授權(quán)國家發(fā)明專利，其中部分專利已進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品中。

該項目以基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的工作機理與創(chuàng)新應(yīng)用為主線，對這類結(jié)構(gòu)及器件的傳輸特性、損耗機理等基礎(chǔ)科學(xué)問題進行了深入研究，提出了半模基片集成波導(dǎo)等多種新型平面導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，發(fā)展了相應(yīng)的設(shè)計方法，并發(fā)明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到實際應(yīng)用。

近日，清華大學(xué)航院、柔性電子技術(shù)研究中心馮雪教授課題組在《國家科學(xué)評論》（National Science Review）在線發(fā)表了題為“可抑制運動噪聲的類皮膚可穿戴連續(xù)血壓監(jiān)測系統(tǒng)”（Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor）的論文，描述了課題組制備的一種柔性超薄光電傳感器件與電路系統(tǒng)，能夠自然貼附在人體皮膚上實現(xiàn)醫(yī)學(xué)意義上的連續(xù)血壓和血氧測量，并實時無線傳輸數(shù)據(jù)到智能設(shè)備終端。該系統(tǒng)利用類皮膚可延展傳感技術(shù)建立了新型連續(xù)血壓測量方案，為解決血壓和血氧長期動態(tài)監(jiān)測提供了一條新途徑。同時，此類柔性可穿戴設(shè)備是遠程醫(yī)療的重要突破，能夠為遠程監(jiān)測提供醫(yī)療級硬件，解決精準醫(yī)療數(shù)據(jù)遠程獲取難題。類皮膚連續(xù)血壓監(jiān)測系統(tǒng)示意圖心血管疾病及其相關(guān)并發(fā)癥已經(jīng)成為威脅人類生命和健康的重大隱患。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計，每年大約有1790萬人死于心血管相關(guān)疾病，占全球死亡總數(shù)的31％。目前，最常用的血壓測量方案為袖帶加壓法。該方法需要袖帶捆綁在人體手腕或手臂處，測量過程不方便，也無法實現(xiàn)連續(xù)血壓監(jiān)測，影響個人的生活質(zhì)量和自我監(jiān)測長期依從性，在便利性及連續(xù)測量等關(guān)鍵問題上仍未突破。類皮膚血壓監(jiān)測器件實物圖針對上述問題，馮雪教授課題組發(fā)展了基于光學(xué)原理的血壓監(jiān)測方案，利用生物兼容性材料制備了可以與人體自然共形貼附的光電系統(tǒng)。通過測量血液對不同波長的光波吸收情況，判斷血液的容積和流速變化，從而測量出血氧和血壓值。馮雪課題組結(jié)合多年的力學(xué)研究基礎(chǔ)和可延展柔性電子器件設(shè)計經(jīng)驗，通過虛功原理建立了專門應(yīng)用于柔性光電子系統(tǒng)的血壓測量模型，并提出了基于多波長測量的光路差分方法，用來抑制由人體活動等帶來的噪聲干擾，從而精確測量脈搏波播速，實現(xiàn)連續(xù)血壓的精確監(jiān)測并動態(tài)實時傳輸?shù)街悄芙K端。臨床試驗表明，與有創(chuàng)連續(xù)血壓測量相比，該類皮膚血壓監(jiān)測系統(tǒng)測量的血壓值絕對誤差小于10 mmHg，具有重要的臨床應(yīng)用價值。清華大學(xué)馮雪課題組長期致力于研究可延展／超柔性等超常規(guī)微器件與大規(guī)模集成技術(shù)，所發(fā)展的柔性電子技術(shù)應(yīng)用于健康醫(yī)療、智能感知及重大裝備，近年來在《科學(xué)進展》（Science Advances）、《先進材料》（Advanced Materials）、《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）、《力學(xué)和固體物理學(xué)期刊》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）等期刊發(fā)表一系列高水平論文。航院、柔性電子技術(shù)研究中心李海成博士為文章第一作者，馮雪教授為論文通訊作者，參與該工作的還有北京清華長庚醫(yī)院許媛主任團隊。該項研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）、國家自然科學(xué)基金等的資助。

本項目主要研究和開發(fā)高遷移率透明氧化物半導(dǎo)體薄膜，重點研究摻鋅氧化銦(IZO)透明氧化物半導(dǎo)體薄膜;篩選合適的介質(zhì)層材料，研 究和制備優(yōu)質(zhì)致密的透明介質(zhì)層薄膜;研究制備摻鎢氧化銦(IWO)高 遷移率 TCO 薄膜，使其與 TOS 薄膜具有良好的電接觸特性;研究制 備采用上述透明導(dǎo)電氧化物電極、透明氧化物半導(dǎo)體溝道層和透明介 質(zhì)層構(gòu)成的全透明 TFT，研究 TFT 的尺寸和各種工藝技術(shù)對 I-V 特

微流體數(shù)字化技術(shù)通過對裸結(jié)構(gòu)的微噴嘴實施脈沖的慣性力，使微量流體在慣性力與黏性力交替作用下實現(xiàn)微流體的脈沖流動，從而實現(xiàn)數(shù)字化可控的微量流體的噴射，適用于液體微噴射、粉體微噴射等領(lǐng)域。 成熟度：基于非晶態(tài)玻璃材料毛細加工原理，進行了拉制、鍛制、殘余應(yīng)力熱處理等工序研究，制作了出微納米級的微噴嘴、微管道。以玻璃微噴嘴制備儀為平臺研究了不同拉制參數(shù)、鍛制參數(shù)對微噴嘴幾何形狀的影響規(guī)律?；谖⒘黧w脈沖驅(qū)動-控制技術(shù)，分別采用拉制、鍛制的微噴嘴穩(wěn)定地制備了均一的微液滴。 微流體

采用光互連技術(shù)可以有效的解決集成電路進一步發(fā)展的尺寸限制同時可以極大的提高芯片間信息傳輸?shù)乃俣群皖l率。Si基光子集成是實現(xiàn)集成電路光互聯(lián)的核心技術(shù)和重要研究方向。然而，Si因為其間接帶系的特性很難作為發(fā)光材料使得Si基光源的缺失成為制約Si基光子芯片的瓶頸，而傳統(tǒng)Ⅲ-Ⅴ族材料如GaAs，InP等由于優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)在光電子器件領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此，Si基與Ⅲ-Ⅴ的集成是實現(xiàn)Si基光子芯片的一種理想途徑。

寧波大學(xué)晶體材料實驗室在國際上首次成功開發(fā)鎢酸鎘(CWO)閃爍單晶的坩堝下降法生長技術(shù)，自主掌握CWO單晶材料制備專利技術(shù)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 閃爍單晶是廣泛應(yīng)用于高能射線探測成像技術(shù)的光學(xué)功能材料。寧波大學(xué)晶體材料實驗室在國際上首次成功開發(fā)鎢酸鎘(CWO)閃爍單晶的坩堝下降法生長技術(shù)，自主掌握CWO單晶材料制備專利技術(shù)。近年來所制備閃爍單晶性能完全達到射線探測器制造所要求實用化指標，CWO閃爍單晶材料可廣泛應(yīng)用于安檢設(shè)備、集裝箱檢查系統(tǒng)、CT診療儀等技術(shù)領(lǐng)域。迄今已經(jīng)形成單晶原坯、多規(guī)格晶片和單晶陣列的批量生產(chǎn)能力，相關(guān)材料產(chǎn)品已銷往國內(nèi)外相關(guān)射線探測成像設(shè)備制造廠商。 

針對汽車電子、5G通訊基站、航空航天及電力電子設(shè)備等功率電子元器件難以在高溫、大電流/電壓、潮濕等惡劣工作環(huán)境下服役的難題，并且要求芯片封裝互連接頭尺寸更小、高溫穩(wěn)定性更好、可靠性更高，本團隊首次采用超聲輔助納米燒結(jié)的新型互連工藝，利用納米銀包銅顆粒作為焊料，成功獲得大功率器件高溫高可靠服役要求的互連接頭，為高功率芯片貼裝高導(dǎo)熱界面制造提供了新材料和新工藝。

本項目通過多年研究，發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)/結(jié)構(gòu)在太赫茲波段產(chǎn)生的共振、吸收、折射、濾波、偏振等多種新現(xiàn)象和新效應(yīng)。發(fā)展了太赫茲波物質(zhì)探測、低損傳輸、高速控制和光譜成像的新手段和新方法。在太赫茲波譜應(yīng)用和功能器件研究方面取得了重要進展，研制出多種實用化的太赫茲功能器件。近5 年來在Appl. Phys. Lett., Optics Letter, Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等國際主流期刊上總共發(fā)表SCI 論文57 篇。申請國家發(fā)明專利22 項，已授權(quán)專利7 項。本項目多項研