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幾年，隨著消費電子（手機、智能手表等）、生物醫(yī)療需求的快速發(fā)展，尤其是代表下一代柔性移動顯示屏OLED的巨大應(yīng)用市場驅(qū)動下，超快激光精密微加工產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)迅速增長。與傳統(tǒng)的納秒長脈沖相比，脈寬小于15皮秒的超快激光器用于材料加工時，由于脈沖的持續(xù)時間短于材料的熱弛豫時間，在加工過程中避免熱效應(yīng)，基本不帶來附加損傷和毛刺，適合于微米乃至納米精度的超精細(xì)冷加工。超快激光的瞬間功率極大，幾乎可以和任何材料相互作用，因此適用于超快激光加工的材料范圍幾乎不受限制，尤其有優(yōu)勢的加工對象包括玻璃、藍(lán)寶石、陶瓷、太陽能薄膜、半導(dǎo)體晶圓、特種合金、精密醫(yī)療器件等。

北京大學(xué)物理學(xué)院“科技部極端光學(xué)創(chuàng)新研究團隊”肖云峰研究員和龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組利用超高品質(zhì)因子回音壁模式光學(xué)微腔，極大地增強了表面對稱性破缺誘導(dǎo)的非線性光學(xué)效應(yīng)，得到的二次諧波轉(zhuǎn)換效率提升了14個數(shù)量級。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然?光子學(xué)》(Nature Photonics)上，文章題為“Symmetry-breaking-induced nonlinear optics at a microcavity surface”。左圖：表面二次諧波效應(yīng)示意圖；右圖：光學(xué)微腔增強表面非線性效應(yīng)。 二階非線性光學(xué)效應(yīng)是現(xiàn)代光學(xué)研究與應(yīng)用中最基本、最重要的非線性光學(xué)過程之一，被廣泛地用于實現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換、光學(xué)調(diào)制和量子光源等。由于結(jié)構(gòu)反演對稱性的限制，常用的硅基光子學(xué)材料往往不具備二階非線性電偶極響應(yīng)。借助材料的表面或界面，這種反演對稱性可以被打破，進(jìn)而誘導(dǎo)出二階非線性光學(xué)響應(yīng)。然而，傳統(tǒng)的表/界面非線性光學(xué)研究存在兩個重要挑戰(zhàn)：一是非線性轉(zhuǎn)換效率極低，即使在高強度的脈沖光激發(fā)下也僅能產(chǎn)生極少量的二階非線性光子；二是體相電四極響應(yīng)嚴(yán)重地干擾表面對稱性破缺誘導(dǎo)的非線性信號分析。 該項工作中，北京大學(xué)課題組利用超高品質(zhì)因子回音壁光學(xué)微腔極大增強光與物質(zhì)相互作用的優(yōu)勢，在二氧化硅微球腔中獲得了高亮度的二次諧波和二次和頻信號。為了充分發(fā)揮微腔“雙增強”效應(yīng)，研究人員發(fā)展了一種動態(tài)相位匹配方法，利用光學(xué)微腔中熱效應(yīng)和光學(xué)克爾效應(yīng)的相位調(diào)制，高效地實現(xiàn)了基波和諧波信號同時與微腔模式共振。實驗上獲得的二次諧波轉(zhuǎn)換效率達(dá)0.049% W-1，相比傳統(tǒng)表面非線性光學(xué)，該效率增強了14個數(shù)量級。左圖：實驗獲得的激發(fā)光和二次諧波光譜圖；右圖：動態(tài)相位匹配過程二次諧波功率變化。 研究人員進(jìn)一步通過對基波偏振和二次諧波模式場分布的測量分析，成功提取得到只有表面對稱性破缺誘導(dǎo)的非線性信號，排除了體相電四極響應(yīng)的干擾。這種表面對稱性破缺誘導(dǎo)的非線性信號有望作為一種超高靈敏度的無標(biāo)記“探針”，用來檢測和研究材料表面分子的結(jié)構(gòu)、排布、吸收等物理與化學(xué)性質(zhì)，為表面科學(xué)研究與應(yīng)用提供了一個全新的物理平臺；同時，該項研究發(fā)展的動態(tài)相位匹配機制具有普適性，可進(jìn)一步推廣到不同材料、不同形狀的光學(xué)諧振腔中，有望在非線性集成光子學(xué)中發(fā)揮重要作用。 研究論文的共同第一作者是張雪悅和曹啟韜同學(xué)，現(xiàn)分別在美國加州理工學(xué)院應(yīng)用物理系和北京大學(xué)物理學(xué)院攻讀博士學(xué)位，通訊作者為肖云峰研究員。論文合作者包括新加坡國立大學(xué)仇成偉教授和王卓博士、清華大學(xué)劉玉璽教授、圣路易斯華盛頓大學(xué)楊蘭教授等。 研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點實驗室、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心和極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的支持。

隨著支配半導(dǎo)體技術(shù)數(shù)十年的摩爾定律日益接近其發(fā)展極限，多種功能器件集成被認(rèn)為是超越摩爾定律延續(xù)集成電路發(fā)展進(jìn)程的重要途徑之一，這就需要能夠滿足多種功能器件高密度集成的制造技術(shù)。多元兼容集成制造技術(shù)就是為此而開發(fā)的，該技術(shù)通過在更大范圍內(nèi)優(yōu)選結(jié)構(gòu)/功能材料組合，開發(fā)異質(zhì)集成制造工藝，大大拓展了功能微器件創(chuàng)新設(shè)計和制造的騰挪空間。經(jīng)過多年探索，目前已形成了涵蓋金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料的MEMS異質(zhì)異構(gòu)制造技術(shù)體系，并在多種類型功能器件研發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，初步展現(xiàn)了其基礎(chǔ)性支撐作用，相關(guān)技術(shù)獲得2016年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。 微系統(tǒng)集成發(fā)展趨勢 多元兼容集成制造技術(shù)  獲獎情況 上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2016年團隊獲獎 國家技術(shù)發(fā)明二等獎2008年 上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2007年 超薄超快高熱流密度微通道散熱器 上海交通大學(xué)團隊在長期研究經(jīng)驗和技術(shù)積累基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了不同高熱導(dǎo)率材料組合構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)微通道散熱器設(shè)計方案，并基于多元兼容集成制造技術(shù)完成了多種尺寸樣品研制，其中，熱源面積與常用功率芯片尺度相當(dāng)?shù)某∩崞骼鋮s能力達(dá)到800W/cm2以上，在保留傳統(tǒng)微通道散熱器良好系統(tǒng)兼容性和適用性的基礎(chǔ)上達(dá)到了相當(dāng)高的散熱能力水平，為解決高功率芯片系統(tǒng)超高熱流密度散熱問題提供了一個深具可行性的解決方案。 高溫薄膜溫度傳感器研究  發(fā)動機燃燒室等極端惡劣環(huán)境下（高溫、強振動、強腐蝕等）的工作參數(shù)現(xiàn)場監(jiān)測對傳感器技術(shù)是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，國內(nèi)外研究廣泛。交大團隊基于特種材料微納集成制造技術(shù)的長期積累，在高溫絕緣薄膜材料、多層薄膜應(yīng)力調(diào)控、曲面圖形化和高溫敏感介質(zhì)等技術(shù)上取得了一定突破，成功開發(fā)了多種可與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)共型的高溫薄膜傳感器，具有體積小、環(huán)境擾動小、響應(yīng)快、靈敏度高、可分布式安置等優(yōu)點，該團隊已經(jīng)掌握了溫度、應(yīng)力/應(yīng)變、熱流等多種高溫狀態(tài)參數(shù)測量技術(shù)，適用溫度在800-1300℃之間。 薄膜絕緣電阻隨溫度的變化及測試結(jié)構(gòu) 高溫薄膜溫度傳感器制造及曲面圖形化技術(shù) 薄膜溫度傳感器在發(fā)動機不同部位測溫需求 無線溫度傳感器測溫系統(tǒng) 高性能轉(zhuǎn)接板 基于轉(zhuǎn)接板的多芯片封裝是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是傳統(tǒng)的硅轉(zhuǎn)接板性價比不高，阻礙了廣泛應(yīng)用。上海交大團隊基于非硅微加工技術(shù)的長期積累，突破了硅轉(zhuǎn)接板絕緣層完整性和再分布層熱隔離的難題，成功研制了漏電流極低的低成本高性能硅轉(zhuǎn)接板。此外，還開發(fā)了復(fù)合材料非硅轉(zhuǎn)接板，TCV陶瓷轉(zhuǎn)接板，TGV玻璃轉(zhuǎn)接板等各種三維封裝基板，實驗室能夠針對不同類型器件三維高密度封裝的具體要求，定制開發(fā)不同功能的專用轉(zhuǎn)接板，為多功能、高密度、高功率、低成本封裝提供個性化解決方案。 TSV-3D 高密度封裝概念圖  金屬-聚合物-納米復(fù)合材料非硅基轉(zhuǎn)接板實物圖片

該技術(shù)涉及一項基于聚苯乙烯基的載體高分子微球的生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)品經(jīng)改性后，可獲得表面帶-Cl、-NH3等功能性基團的微球。 

"近年來，鋰離子電池在智能電網(wǎng)、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴展，現(xiàn)有商用正極材料體系（包括層狀結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰和橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經(jīng)接近各自的理論極限值，無法滿足日益增長的能量密度需求。富鋰錳基正極材料不僅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其較低的鈷和鎳含量能夠有效降低電池的成本。 本項目主要通過構(gòu)筑缺陷來增強富鋰錳基正極材料的電化學(xué)性能，實現(xiàn)高的首圈庫倫效率、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，提升富鋰錳基正極材料整體性能，為其商業(yè)化應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 "

傳統(tǒng)pH值測試方法大多采用取樣的方式來測定溶液的pH值，對隨時變化的工業(yè)廢水的pH檢測相對滯后，不能實時反應(yīng)溶液酸堿性的變化，其結(jié)果是當(dāng)檢測到pH值偏離正常時，污染已經(jīng)發(fā)生，不能在第一時間控制污染造成的損害。 本項目將pH指示劑固定在微流芯片中，當(dāng)不同酸堿度的液體流經(jīng)檢測芯片時，特定波長透過光強發(fā)生變化，經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)化為電壓信號，再經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)讀出pH值，可實時反映流體pH值的改變，監(jiān)控生產(chǎn)狀況的變化及對污染進(jìn)行實時報警。

項目成果/簡介:隨著支配半導(dǎo)體技術(shù)數(shù)十年的摩爾定律日益接近其發(fā)展極限，多種功能器件集成被認(rèn)為是超越摩爾定律延續(xù)集成電路發(fā)展進(jìn)程的重要途徑之一，這就需要能夠滿足多種功能器件高密度集成的制造技術(shù)。多元兼容集成制造技術(shù)就是為此而開發(fā)的，該技術(shù)通過在更大范圍內(nèi)優(yōu)選結(jié)構(gòu)/功能材料組合，開發(fā)異質(zhì)集成制造工藝，大大拓展了功能微器件創(chuàng)新設(shè)計和制造的騰挪空間。經(jīng)過多年探索，目前已形成了涵蓋金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料的MEMS異質(zhì)異構(gòu)制造技術(shù)體系，并在多種類型功能器件研發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，初步展現(xiàn)了其基礎(chǔ)性支撐作用，相關(guān)技術(shù)獲得2016年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎。微系統(tǒng)集成發(fā)展趨勢多元兼容集成制造技術(shù) 獲獎情況上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2016年團隊獲獎國家技術(shù)發(fā)明二等獎2008年上海市技術(shù)發(fā)明一等獎2007年超薄超快高熱流密度微通道散熱器上海交通大學(xué)團隊在長期研究經(jīng)驗和技術(shù)積累基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了不同高熱導(dǎo)率材料組合構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)微通道散熱器設(shè)計方案，并基于多元兼容集成制造技術(shù)完成了多種尺寸樣品研制，其中，熱源面積與常用功率芯片尺度相當(dāng)?shù)某∩崞骼鋮s能力達(dá)到800W/cm2以上，在保留傳統(tǒng)微通道散熱器良好系統(tǒng)兼容性和適用性的基礎(chǔ)上達(dá)到了相當(dāng)高的散熱能力水平，為解決高功率芯片系統(tǒng)超高熱流密度散熱問題提供了一個深具可行性的解決方案。高溫薄膜溫度傳感器研究 發(fā)動機燃燒室等極端惡劣環(huán)境下（高溫、強振動、強腐蝕等）的工作參數(shù)現(xiàn)場監(jiān)測對傳感器技術(shù)是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，國內(nèi)外研究廣泛。交大團隊基于特種材料微納集成制造技術(shù)的長期積累，在高溫絕緣薄膜材料、多層薄膜應(yīng)力調(diào)控、曲面圖形化和高溫敏感介質(zhì)等技術(shù)上取得了一定突破，成功開發(fā)了多種可與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)共型的高溫薄膜傳感器，具有體積小、環(huán)境擾動小、響應(yīng)快、靈敏度高、可分布式安置等優(yōu)點，該團隊已經(jīng)掌握了溫度、應(yīng)力/應(yīng)變、熱流等多種高溫狀態(tài)參數(shù)測量技術(shù)，適用溫度在800-1300℃之間。薄膜絕緣電阻隨溫度的變化及測試結(jié)構(gòu)高溫薄膜溫度傳感器制造及曲面圖形化技術(shù)薄膜溫度傳感器在發(fā)動機不同部位測溫需求無線溫度傳感器測溫系統(tǒng)高性能轉(zhuǎn)接板基于轉(zhuǎn)接板的多芯片封裝是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是傳統(tǒng)的硅轉(zhuǎn)接板性價比不高，阻礙了廣泛應(yīng)用。上海交大團隊基于非硅微加工技術(shù)的長期積累，突破了硅轉(zhuǎn)接板絕緣層完整性和再分布層熱隔離的難題，成功研制了漏電流極低的低成本高性能硅轉(zhuǎn)接板。此外，還開發(fā)了復(fù)合材料非硅轉(zhuǎn)接板，TCV陶瓷轉(zhuǎn)接板，TGV玻璃轉(zhuǎn)接板等各種三維封裝基板，實驗室能夠針對不同類型器件三維高密度封裝的具體要求，定制開發(fā)不同功能的專用轉(zhuǎn)接板，為多功能、高密度、高功率、低成本封裝提供個性化解決方案。TSV-3D 高密度封裝概念圖 金屬-聚合物-納米復(fù)合材料非硅基轉(zhuǎn)接板實物圖片知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權(quán) 、 集成電路布圖設(shè)計技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:國家級

目前，從美國能源信息署的數(shù)據(jù)可以看出，到2025年，全球的石油年需求量將達(dá)到136.5億噸。然而，世界范圍內(nèi)易開采、低成本的石油資源越來越少，難開采、高成本的石油資源越來越多，因此需要目前主要可以通過開發(fā)一些新的技術(shù)來解決這一矛盾，水力壓裂就是一種新型高效的開采技術(shù)，它是石油、天然氣低滲透油氣井開采增產(chǎn)的重要新技術(shù)，水力壓裂一般應(yīng)用到水平井中。在水力壓裂過程的中，支撐劑是其中的關(guān)鍵材料。本項目采用軟化學(xué)漿液閥制備超低密度微球支撐劑，廣泛應(yīng)用于各種油氣井中。

本發(fā)明提供一種識別微絲菌用熒光探針的制備方法，該方法先采用鹵代長碳鏈化合物對咔唑吡啶苯乙烯類菁染料的4-甲基吡啶部分進(jìn)行修飾，而后再與3-甲酰基-N-乙基咔唑反應(yīng)合成具有長疏水鏈的熒光探針。本發(fā)明效果為，該探針制備過程中將咔唑吡啶苯乙烯類菁染料的制備和修飾同步化，制備方法簡單，制得的熒光探針背景干擾小，熒光強度高，熒光性質(zhì)穩(wěn)定。利用微絲菌具有疏水表面這一特性，本申請中所制備的具有長疏水鏈的熒光探針可與其結(jié)合，從而達(dá)到熒光識別微絲菌的目的。

本發(fā)明涉及一種空心陶瓷微球及其制備方法。本發(fā)明屬于陶瓷微球技術(shù)領(lǐng)域。一種空心陶瓷微球，為中空結(jié)構(gòu)陶瓷球，空心陶瓷球為TiO2包覆SiC的核殼結(jié)構(gòu)。空心陶瓷微球的制備方法，包括步驟：1.制備實心微球：(1)制作聚苯乙烯微球；(2)進(jìn)行磺化；(3)包覆一層陶瓷先驅(qū)體；2.陶瓷先驅(qū)體包覆的聚苯乙烯實心微球表面包覆二氧化鈦:（1）將微球分散于乙醇和酞酸丁酯的混合溶液中；（2）將酸和去離子水加入到混合溶液中；(3)進(jìn)行水熱處理得到陶瓷先驅(qū)體包覆的聚苯乙烯實心微球；3.制備空心陶瓷微球:將表面包括覆有TiO2的陶瓷先驅(qū)體包覆的聚苯乙烯實心微球放在真空爐中燒結(jié)，獲得空心陶瓷微球。本發(fā)明具有產(chǎn)品活性高，性能優(yōu)異，隔熱效果好，適用范圍廣等優(yōu)點。