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研究背景 芯片是人類最偉大的發(fā)明之一，也是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。小到手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)，大到6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算均基于芯片技術(shù)的不斷突破。半導(dǎo)體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，目前半導(dǎo)體光刻的制造工藝幾乎是摩爾定律的物理極限。隨著制造工藝的越來越小，芯片內(nèi)晶體管單元已經(jīng)接近分子尺度，半導(dǎo)體制作工藝的“瓶頸效應(yīng)”越來越明顯。隨著全球化以及科技的高速發(fā)展，急劇增長(zhǎng)的龐大數(shù)據(jù)量要求數(shù)據(jù)處理模型和算法結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，帶來的結(jié)果就是對(duì)計(jì)算能力和系統(tǒng)功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設(shè)備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計(jì)算力瓶頸等現(xiàn)象，已越來越難以滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算力與功耗的需求，因此提高運(yùn)算速度同時(shí)降低運(yùn)算功耗是目前信息工業(yè)界面臨的緊要問題。 如當(dāng)年集成電路開創(chuàng)信息時(shí)代一樣，當(dāng)下已經(jīng)普及的光通信正在成為新革命力量的開路先鋒。與此同時(shí)，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進(jìn)，光子芯片向小型化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)已是必然。相對(duì)于電子驅(qū)動(dòng)的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點(diǎn)，利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。 項(xiàng)目功能 本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)光通信關(guān)鍵技術(shù)及核心芯片，基于量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，探索關(guān)鍵微納制造技術(shù)，研制出可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術(shù)路線 一、技術(shù)原理及可行性 本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授發(fā)現(xiàn)如圖1所示的量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，首次研制出同質(zhì)集成發(fā)射、傳輸、調(diào)制和接收器件的光電子芯片，這些原創(chuàng)工作引起了業(yè)界相關(guān)科研小組地廣泛關(guān)注，化合物半導(dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片成為研究熱點(diǎn)。香港大學(xué)的蔡凱威小組和申請(qǐng)人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術(shù)，在藍(lán)寶石氮化物晶圓上實(shí)現(xiàn)LED基同質(zhì)集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)Ooi教授和美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍(lán)寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院蘇州納米所孫錢小組在硅襯底氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調(diào)制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實(shí)現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調(diào)制和探測(cè)速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發(fā)基于光子傳輸?shù)幕衔锇雽?dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片以實(shí)現(xiàn)片上光子通信是可行的。   二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝流程 本項(xiàng)目提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片基于常規(guī)的藍(lán)寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進(jìn)行設(shè)計(jì)，無需特殊定制的外延結(jié)構(gòu)。以典型的2寸氮化鎵基藍(lán)光LED外延片為例，其外延片結(jié)構(gòu)如圖2所示，從下至上依次為藍(lán)寶石襯底、AlGaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層，通過調(diào)節(jié)InGaN/GaN多量子阱層的參數(shù)（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長(zhǎng)的光源器件。   圖3為本項(xiàng)目所提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石襯底的氮化物晶圓上通過刻蝕和沉積等一系列晶圓級(jí)微納加工技術(shù)，制備出單片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N電極可以采用倒裝技術(shù)直接與基板相連，光線從透明的藍(lán)寶石襯底發(fā)出，這樣不僅使得器件具有優(yōu)良的電性能和熱特性而且簡(jiǎn)化了其后期的封裝工藝。 三、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì) 1、同一塊晶圓上集成LED和PD使得兩者間距離大大縮短，不僅有助于增強(qiáng)PD對(duì)藍(lán)寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統(tǒng)性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發(fā)展趨勢(shì)； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統(tǒng)異質(zhì)的、分立的LED和PD簡(jiǎn)化了封裝形式和工藝，不再需要對(duì)LED和PD進(jìn)行單獨(dú)的封裝，而且同質(zhì)集成器件的基板也較異質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單統(tǒng)一，極大地縮短了集成系統(tǒng)的制作周期； 3、同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片采用相同的工藝就可以制作出LED和PD，簡(jiǎn)化了生長(zhǎng)異質(zhì)材料的復(fù)雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進(jìn)行批量生產(chǎn)，有效地降低了生產(chǎn)成本。 四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測(cè)試與電學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，并且項(xiàng)目成員積累了豐富的測(cè)試技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足本項(xiàng)目的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片測(cè)試同時(shí)表征光電參數(shù)與電學(xué)參數(shù)的需求。下圖4所示為器件形貌表征圖，從左邊依次是掃描電鏡圖、光鏡圖、原子力顯微鏡圖。   基于通信感知一體化芯片，本項(xiàng)目利用單個(gè)多功能集成器件成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈搏的監(jiān)測(cè)功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實(shí)現(xiàn)了照明、成像和探測(cè)功能為一體的LED陣列系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)可以在點(diǎn)亮照明的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界光信號(hào)的探測(cè)與感知，通過后端系統(tǒng)處理后，再將信息通過陣列顯示出來，實(shí)現(xiàn)多種功能的集成。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授是國家自然基金委優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國家973項(xiàng)目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高質(zhì)量研究論文，獲授權(quán)中國發(fā)明專利23項(xiàng)，美國發(fā)明專利2項(xiàng)，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專題報(bào)道，榮獲2019年中國電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（自然科學(xué)）、2019年南京市十大重大原創(chuàng)成果獎(jiǎng)等。

本發(fā)明公開了一種模擬駕駛?cè)酥饔^感知與反應(yīng)的交通流微觀仿真方法，該方法包括以下步驟：(1)確定元胞的總數(shù)和仿真車輛的個(gè)數(shù)，初始化仿真系統(tǒng)；(2)仿真系統(tǒng)按照如下步驟進(jìn)行演化：根據(jù)駕駛?cè)说淖畲笃谕俣龋瑢?duì)車輛進(jìn)行加速操作；根據(jù)交通狀況對(duì)車輛進(jìn)行速度調(diào)整操作；根據(jù)交通狀況，對(duì)車輛進(jìn)行隨機(jī)慢化操作；更新車輛在下一仿真時(shí)刻的位置；(3)計(jì)算交通流的密度、速度和流量關(guān)鍵交通參數(shù)。本發(fā)明在速度調(diào)整操作和隨機(jī)慢化操作等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)更加真實(shí)地考量了駕駛?cè)说闹饔^感知與反應(yīng)特征，使得模型能夠更好地分析駕駛?cè)说闹饔^因素對(duì)交通流運(yùn)行的影響，為道路交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理提供支持。

本發(fā)明公開了一種固態(tài)盤內(nèi)部閃存芯片閾值電壓感知優(yōu)化方法， 主要用于多層單元閃存芯片使用低密度奇偶校驗(yàn)碼糾錯(cuò)時(shí)的一種優(yōu)化 方法。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由 LDPC 編碼模塊、閃存芯片存儲(chǔ)模塊、非均 勻閾值電壓感知模塊、對(duì)數(shù)似然比計(jì)算模塊和 LDPC 譯碼模塊組成。 LDPC 編碼模塊主要對(duì)原始數(shù)據(jù)利用 LDPC 生成矩陣編碼生成碼字； 閃存芯片存儲(chǔ)模塊主要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；非均勻閾值電壓感知模塊主要對(duì)閃 存芯片進(jìn)行非均勻閾值電壓感知；

面向機(jī)器人的智能視覺環(huán)境感知及三維場(chǎng)景重建? 面向機(jī)器人視覺的自然場(chǎng)景理解是近年來的研究熱點(diǎn)和重要挑戰(zhàn)之一，其目標(biāo)是對(duì)自然場(chǎng)景圖像及視頻的內(nèi)容作出有效分析、認(rèn)知與表達(dá)，目前相關(guān)理論和算法正處于初期探索階段。我們的研究成果表明，從場(chǎng)景視覺語義推理、場(chǎng)景目標(biāo)識(shí)別和場(chǎng)景行為模式檢測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)展開研究，有助于構(gòu)建自然場(chǎng)景理解的創(chuàng)新機(jī)制，進(jìn)一步開發(fā)機(jī)器人

本發(fā)明公開了一種基于壓縮感知理論的文本數(shù)據(jù)流抽樣方法，包括步驟 1）將文本數(shù)據(jù)流分割成固 定大小的文本片段并通過向量空間模型表示成矩陣；2）使用壓縮感知理論對(duì)文本數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間降維 抽樣；3）計(jì)算降維后每個(gè)文本的信息熵；4）基于文本的信息熵通過對(duì)數(shù)傾斜時(shí)間（LTT）模型得到抽 樣文本。本發(fā)明面向互聯(lián)網(wǎng)海量的、不斷增加的文本流，通過更少的存儲(chǔ)消耗來實(shí)現(xiàn)更快的文本流抽樣 和存儲(chǔ)，在大大降低抽樣文本流規(guī)模的情況下，能夠以全局視角獲得整個(gè)文本流中最有價(jià)

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)去重系統(tǒng)中的碎片消除方法，該 方法利用歷史信息準(zhǔn)確地識(shí)別碎片，系統(tǒng)內(nèi)存開銷少且恢復(fù)吞吐率高。 該方法首先對(duì)數(shù)據(jù)流中的文件進(jìn)行分塊、求指紋，查詢索引找到重復(fù) 數(shù)據(jù)塊；然后在上次備份記錄的稀疏容器集合中查找重復(fù)數(shù)據(jù)塊的容 器 ID，判斷哪些重復(fù)數(shù)據(jù)塊屬于稀疏容器。對(duì)于屬于稀疏容器的重復(fù) 數(shù)據(jù)塊，將其重寫到新的容器中。該方法在備份過程中，只需記錄下 相關(guān)容器的利用率，內(nèi)存開銷極小。本發(fā)明還提供了相

本發(fā)明公開了一種取向?qū)щ娔z原水凝膠、仿生導(dǎo)電神經(jīng)支架材料及其制備方法，以具有優(yōu)異生物相容性的天然生物大分子膠原和聚合物納米顆粒的混合液為原料，再利用PEG緩沖液，通過同軸微流體芯片制備得到取向?qū)щ娔z原水凝膠纖維。在水凝膠制備過程中加入細(xì)胞，便得到具有細(xì)胞原位裝載的仿生導(dǎo)電神經(jīng)支架材料。本發(fā)明制備得到的水凝膠纖維具有與天然神經(jīng)組織相匹配的導(dǎo)電性、相近的力學(xué)性質(zhì)、良好的生物相容性，并且能夠在微納米尺度上沿水凝膠纖維方向定向排列，能夠模擬天然神經(jīng)組織中的定向結(jié)構(gòu)；

無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，心臟疾病依然是目前死亡率最高的疾病之一。由于心肌組織的再生能力有限，所以損傷的心肌組織很難進(jìn)行自我修復(fù)和功能性重建，往往會(huì)形成無收縮和電傳導(dǎo)能力的疤痕組織，對(duì)心臟造成更大的負(fù)擔(dān)及進(jìn)一步的損傷。目前在臨床上治療心臟疾病最有效的方法就是心臟器官移植，但是心臟移植的供體數(shù)目十分有限，而且器官排斥的可能性很高，并且受到宗教和倫理的影響，因此心臟移植手術(shù)仍然被視為一種高風(fēng)險(xiǎn)非常規(guī)的治療手段。近年來，組織工程與再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展為心臟疾病的治療提供了一個(gè)新的思路和途徑。利用組織工程技術(shù)，制備工程化的心臟補(bǔ)片用于心肌損傷修復(fù)，或者研發(fā)微型心肌組織用來測(cè)試心臟疾病藥物的療效，甚至在體外重建一個(gè)功能和結(jié)構(gòu)完備的工程化心臟器官來治療心臟疾病，成為心臟組織工程科學(xué)研究的重要目標(biāo)和前沿領(lǐng)域。然而，如何制備出模擬天然心肌組織三維交錯(cuò)排列及力學(xué)各向異性結(jié)構(gòu)的組織工程支架材料仍然是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

“多肽”，這個(gè)常出現(xiàn)在藥品或者美妝品上的名詞，即便對(duì)于普通人來說也并不陌生。“多肽”是由氨基酸通過肽鍵連接而成的聚合物，是生命體的基本組成部分。仿生礦化，則是模擬自然界中生物的礦化過程，如骨骼、牙齒、貝殼等的形成，利用生物分子在溫和條件下合成無機(jī)礦物。

本發(fā)明公開了聚乳酸纖維三維仿生多孔有序支架的制備方法，步驟如下：將具有良好生物降解性和生物相容性的聚乳酸（PLA）切片依次經(jīng)過紡絲和繞紗工藝制成平行排列的纖維集合體；將松散且平行排列的PLA纖維集合體用醫(yī)用粘合劑粘合起來形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；再固化，自然冷卻至室溫。本發(fā)明方法制備的聚乳酸纖維三維仿生多孔有序支架，具有較小的厚度和重量，較大的孔徑和孔隙率，較好的有序度、孔間連通性、親水性、吸水性、力學(xué)性能和對(duì)明膠的吸附能力。該有序支架具有較好的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用在血管工程、神經(jīng)組織工程的細(xì)胞載體、韌帶基材、藥物裝載和釋放、神經(jīng)組織工程的神經(jīng)再生、植入式功能性肌肉、修復(fù)膝蓋損傷和骨關(guān)節(jié)炎患者、骨組織工程等方面