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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(xiàng)目組是國際上這一領(lǐng)域的主要貢獻(xiàn)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(xiàng)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(jī)理、模式轉(zhuǎn)換機(jī)理、極化轉(zhuǎn)換機(jī)理等科學(xué)問題及其在多個(gè)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(jì)方法，構(gòu)建了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)公式，提出并命名了半模基片集成波導(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(diǎn)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(jī)理，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一組閉式設(shè)計(jì)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(jì)。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(jī)理和模式轉(zhuǎn)換機(jī)理等，構(gòu)建了設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)正面他引350余次。4、在基片集成波導(dǎo)天線輻射機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，突破了經(jīng)典Elliott設(shè)計(jì)公式的局限性，建立了相應(yīng)的分析模型和設(shè)計(jì)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(jì)正面他引300余次。市場前景項(xiàng)目研究成果已獲54項(xiàng)授權(quán)國家發(fā)明專利，其中部分專利已進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品中。

該項(xiàng)目以基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的工作機(jī)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(jī)理等基礎(chǔ)科學(xué)問題進(jìn)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(jì)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(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)意義上的連續(xù)血壓和血氧測量，并實(shí)時(shí)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(shí)，此類柔性可穿戴設(shè)備是遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要突破，能夠?yàn)檫h(yuǎn)程監(jiān)測提供醫(yī)療級硬件，解決精準(zhǔn)醫(yī)療數(shù)據(jù)遠(yuǎn)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(jì)，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(shí)現(xiàn)連續(xù)血壓監(jiān)測，影響個(gè)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(shí)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(jì)經(jīng)驗(yàn)，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(shí)現(xiàn)連續(xù)血壓的精確監(jiān)測并動態(tài)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街悄芙K端。臨床試驗(yàn)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(jià)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(jìn)展》（Science Advances）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《先進(jìn)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(tuán)隊(duì)。該項(xiàng)研究得到了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）、國家自然科學(xué)基金等的資助。

本項(xiàng)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(diǎn)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(shí)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(shí)現(xiàn)微流體的脈沖流動，從而實(shí)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(xì)加工原理，進(jìn)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。基于微流體脈沖驅(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(jìn)一步發(fā)展的尺寸限制同時(shí)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(shí)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?yàn)槠溟g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(shí)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(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(dá)到射線探測器制造所要求實(shí)用化指標(biāo)，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(tuán)隊(duì)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(xiàng)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(jìn)展，研制出多種實(shí)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(xiàng)，已授權(quán)專利7 項(xiàng)。本項(xiàng)目多項(xiàng)研