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本項目提出并發(fā)展了通用的硅基二維半導(dǎo)體材料范德華外延技術(shù), 實現(xiàn)了多種層狀和非層狀半導(dǎo)體材料的二維薄膜可控生長，解決了傳統(tǒng)外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術(shù)難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領(lǐng)域的研究新方向。 一、項目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡介 基于新材料、新架構(gòu)的硅基高密度集成信息功能器件的自主發(fā)展是國家重大戰(zhàn)略需求。本項目圍繞新型低維半導(dǎo)體材料的大規(guī)?？煽刂苽?、物性調(diào)控及其電子、光電器件展開系統(tǒng)研究，主要技術(shù)創(chuàng)新點有： 一、二維半導(dǎo)體材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的大規(guī)模可控制備。本項目提出并發(fā)展了通用的硅基二維半導(dǎo)體材料范德華外延技術(shù), 實現(xiàn)了多種層狀和非層狀半導(dǎo)體材料的二維薄膜可控生長，解決了傳統(tǒng)外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術(shù)難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領(lǐng)域的研究新方向。在晶圓級二維半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)上構(gòu)建出大規(guī)模的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)，得到了具有高可靠性和穩(wěn)定性的集成器件。相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、Advanced Materials等國際知名刊物上，共計40余篇，授權(quán)專利16項；與中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所等合作，成功實現(xiàn)了非層狀GaN在大失配硅基襯底上的高質(zhì)量外延，為第三代半導(dǎo)體的硅基集成提供了新的技術(shù)路線。 二、基于低維半導(dǎo)體材料的高靈敏光電器件。本項目通過發(fā)展高質(zhì)量硫族半導(dǎo)體的外延生長新工藝，系統(tǒng)研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余種二維半導(dǎo)體材料的光電性質(zhì)，極大地拓展了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光電材料體系；首次提出一種橋接的異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑方式，大大降低了范德華間隙引入的光生載流子注入勢壘，獲得了高性能二維異質(zhì)結(jié)光電器件；發(fā)展了納米線場效應(yīng)晶體管器件表面修飾方法，調(diào)節(jié)晶體管特性為強增強型，利用這種設(shè)計，實現(xiàn)了“鎖鑰”式高選擇性、高靈敏度氣體檢測器件。本項目實現(xiàn)了從深紫外區(qū)到中遠(yuǎn)紅外區(qū)的寬波段高靈敏度檢測，相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、ACS Nano等國際知名刊物上，共計30余篇，授權(quán)專利6項。 三、后摩爾時代新型低維電子信息器件。本項目基于低維半導(dǎo)體材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的物性調(diào)控，首次提出了二維半導(dǎo)體材料中的“增強陷阱效應(yīng)”物理模型，實現(xiàn)了高性能的亞帶隙紅外探測器和非易失性光電存儲器；利用雙極性溝道中橫向載流子分布的特定電場依賴性，在二維黑磷晶體管中實現(xiàn)了室溫負(fù)微分電阻特性；通過構(gòu)筑亞5 nm溝道二維鐵電負(fù)電容晶體管，使得亞閾值擺幅突破玻爾茲曼物理極限，有效降低了器件能耗；創(chuàng)新性的提出多層二維范德華非對稱異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了器件高性能與多功能的集成，器件性能為當(dāng)時最高指標(biāo)；發(fā)展了新型存算一體架構(gòu)電子器件技術(shù)，首次演示了兼具信息存儲和處理能力的二維單極性憶阻器，有望突破當(dāng)前算力瓶頸，提供集成電路發(fā)展的新途徑。相關(guān)成果發(fā)表在Nature Electronics、Nature Communications等國際知名刊物上，共計60余篇，授權(quán)專利7項。

近年來，磁振子電子學(xué)在信息計算和信息傳輸領(lǐng)域表現(xiàn)出了極具價值的應(yīng)用潛力。磁振子電子學(xué)利用以磁振子為載體的電子自旋進(jìn)動來實現(xiàn)信息處理，有望實現(xiàn)無熱量產(chǎn)生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統(tǒng)意義上通過操縱電荷來實現(xiàn)信息的處理的微電子學(xué)具有無可比擬的巨大優(yōu)勢。磁振子電子學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展很大程度上依賴于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發(fā)現(xiàn)，而獲得長距離的磁振子輸運始終是磁振子電子學(xué)研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預(yù)言有很多的新穎物理效應(yīng)，例如自旋能斯特效應(yīng)，拓?fù)浯耪褡樱约巴鉅柎耪褡拥取?在最新的研究文章中，量子材料科學(xué)中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進(jìn)展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結(jié)構(gòu)如圖A所示。器件左側(cè)Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側(cè)Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸?shù)拇耪褡?。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現(xiàn)出e指數(shù)衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎(chǔ)上，他們還系統(tǒng)研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質(zhì)的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質(zhì)散射效應(yīng)導(dǎo)致的。 該文章中的結(jié)果具有重要的學(xué)術(shù)價值：二維材料中的磁振子輸運實現(xiàn)為二維磁性材料在磁振子電子學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質(zhì)研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結(jié)構(gòu)示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關(guān)系，與理論預(yù)言的e指數(shù)衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關(guān)系。 該工作于2019年2月7日在線發(fā)表于物理學(xué)術(shù)期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設(shè)計和指導(dǎo)完成，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心2015級博士生邢文宇為文章第一作者，物理學(xué)院2015級本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學(xué)讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學(xué)中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國家重大科學(xué)研究計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的支持。

本發(fā)明公開一種用于制備金屬軟磁復(fù)合材料的絕緣粘結(jié)劑及其使用方法。本發(fā)明絕緣粘結(jié)劑是一種納米改性有機硅樹脂絕緣粘結(jié)劑，成分由有機硅樹脂和無機納米分散液組成。該絕緣粘結(jié)劑大幅度提高了有機硅樹脂的耐熱溫度，提高了磁粉芯的力學(xué)強度，成分選擇合理使用效果好，對鐵基、鎳基和其他成分的金屬軟磁磁粉都有很好的絕緣粘結(jié)效果。采用本發(fā)明提供的絕緣粘結(jié)劑所制備的磁粉芯具有綜合的優(yōu)良磁性能和力學(xué)性能。

本發(fā)明公開了一種高磁導(dǎo)率低損耗的金屬軟磁復(fù)合材料及其制備方法。該軟磁復(fù)合材料的組成以原子比表示滿足下式：Fe100-x-y-zSixPyMz，其中M選自Cr、V、Al、Mn中的一種或多種，下標(biāo)x、y、z表示相應(yīng)合金元素的原子百分比，滿足以下條件：2≤x≤15，0≤y≤5，0＜z≤5。所制得的金屬軟磁復(fù)合材料具有高磁導(dǎo)率、低損耗，且工藝簡單，利于成型，并具有一定的成本優(yōu)勢。

該發(fā)明公開了一種熔體磁紡絲裝置及利用該裝置制備微納米纖維的方法，該裝置包括可控制給料速率可加熱的給料裝置，紡絲噴頭，噴頭驅(qū)動機構(gòu)和紡絲接收裝置，接收裝置為水平圓盤，與無刷電機聯(lián)動，表面有多個豎直支柱，一個為永磁鐵。該設(shè)備以磁場力代替電場力，整個過程無需高壓電作用，有效降低生產(chǎn)成本和安全隱患，同時可批量連續(xù)生產(chǎn)微納米纖維，且制得的纖維排布有序，產(chǎn)量高適合大規(guī)模生產(chǎn)，所得纖維有很好的應(yīng)用前景

無尾家電金屬異物檢測: 當(dāng)無線電能傳輸系統(tǒng)能量交換區(qū)中混入金屬時，由于渦流效應(yīng)金屬溫度會 急劇升高，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故，因此對混入能量傳輸區(qū)域金屬的檢測需 亟待解決。本項目組經(jīng)過多年的研究，積累了豐富金屬檢測經(jīng)驗，提出了基于 混沌理論和改進(jìn)平衡線圈技術(shù)的檢測方法。基于該技術(shù)，2013-2014年項目組與 海爾公司合作開發(fā)了“無尾家電金屬異物檢測”系統(tǒng)，成功應(yīng)用于700W無尾攪拌 器系統(tǒng)中，實驗證明系統(tǒng)具有很高的靈敏度和抗干擾性，可實現(xiàn)金屬異物檢測 精度小于5mm，確保了家電的安全性。磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng): 自從2007年美國麻省理工學(xué)院(MIT)的Marin Soljacic教授等人利用磁耦合諧 振技術(shù)成功地在2m外點亮一只60W的燈泡，無線電能傳輸技術(shù)(WPT)迅速成為 一個世界范圍內(nèi)的研究熱點。磁耦合諧振原理是目前電能傳輸?shù)淖詈梅绞?，?實現(xiàn)大功率、高效率、遠(yuǎn)距離的電能傳輸，克服有線供電取電不靈活問題。基 于該原理，本項目組成功開發(fā)了樣機系統(tǒng)，其最大功率10kW，整體傳輸效率85% 以上，垂直傳輸距離達(dá)200mm，水平自由度100mm，具備金屬異物檢測功能。 能量傳輸平臺采用扁平化設(shè)計，使該系統(tǒng)占用空間體積更小，可非常方便地應(yīng) 用于家電無尾傳輸、汽車無線充電、AVG車、機器人等領(lǐng)域。

一種含釩無磁 Ti(C,N)基金屬陶瓷及其制備方法，屬于金屬陶瓷 及制備方法。含釩無磁 Ti(C,N)基金屬陶瓷包括硬質(zhì)相和粘結(jié)相，原料 為粉末狀，其組分重量百分比為：TiC：42.11％～53.48％，TiN：7.91％～ 9.99％，Ni：27.78％～32.82％，Mo：9.30％～15.16％，VC：0.50％～ 1.99％，經(jīng)混料、濕磨、干燥、模壓成型、脫脂、真空燒結(jié)制備而成。 其制備方法順序包括混料、濕磨、干燥、模壓成

本發(fā)明公開了一種不對稱負(fù)載下無刷雙饋電機獨立發(fā)電系統(tǒng)勵 磁控制方法，該方法是基于正、負(fù)序雙 dq 坐標(biāo)系，將無刷雙饋電機的 功率繞組 PW 電壓分解為正序分量和負(fù)序分量，然后分別采用 PW 電 壓正序分量控制器和負(fù)序分量控制器調(diào)節(jié) PW 電壓正序和負(fù)序分量的 幅值和頻率，獲得所需的控制繞組 CW 電壓正序和負(fù)序分量，CW 電 壓正、負(fù)序分量相加即得最終的 CW 電壓給定值，根據(jù)該給定值產(chǎn)生 PWM 調(diào)制信號，進(jìn)而驅(qū)動逆變器對 CW 進(jìn)行控制，最終使 PW 電壓 正序分量的幅值和頻率分別跟蹤給定值，P

本發(fā)明公開了一種三角波激勵磁場下的磁納米溫度測量方法，屬于納米測試技術(shù)領(lǐng)域。該方法具體為：（1）將磁納米樣品放置于待測對象處；（2）在磁納米樣品所在區(qū)域施加三角波激勵磁場；（3）檢測三角波激勵磁場-時間曲線和磁納米粒子樣品的磁化強度-時間曲線；（4）依據(jù)三角波激勵磁場曲線和磁化強度曲線得到磁納米粒子磁化曲線即激勵磁場-磁化強度曲線，對該曲線采樣獲得激勵磁場 Hi 下磁納米粒子樣品的磁化強度 Mi；（5）以激勵磁場 H

本發(fā)明公開了一種基于回流焊的光纖光柵磁傳感器的制備方法， 該方法包括以下步驟：1)選取長方體形狀的硅片并進(jìn)行超聲清洗；2) 用磁控濺射的方法在硅片上濺射一層一定厚度的磁致伸縮薄膜；3)選 取可以在高溫條件下使用的光纖光柵并進(jìn)行超聲清洗；4)用磁控濺射 的方法在光纖光柵上濺射一層一定厚度的金屬薄膜；5)將鍍了金屬薄 膜的光纖光柵固定在磁致伸縮薄膜上；6)采用回流焊的方法，將鍍了 金屬薄膜的光纖光柵焊接在磁致伸縮薄膜上，