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針對城市排水管網有害氣體如硫化氫（H2S）和甲烷（CH4）等風險管控難題，通過機制研究、模型建立、技術研發等形成了城市排水系統有毒有害氣體管控集成技術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 針對城市排水管網有害氣體如硫化氫（H2S）和甲烷（CH4）等風險管控難題，通過機制研究、模型建立、技術研發等形成了城市排水系統有毒有害氣體管控集成技術，近五年共發表11篇SCI論文，包括5篇Water Research.和1篇Environment International，并有1篇發表在我國高質量科技期刊 Journal of Environmental Sciences上，另外授權國家發明專利2項和計算機軟著1項。簡短介紹如下： 1）機制研究。針對排水管網內H2S和CH4產生機制不明的問題，揭示了生物膜在下水道H2S和CH4產生過程中所起關鍵作用，闡釋生物膜內部空間結構動態演化對硫化氫濃度波動的影響機制，指明了下水道有害氣體控制方向的“靶心”。 2）模型建立。針對排水管道中H2S和CH4產排規律不明及缺乏準確的預測手段問題，建立首個基于生物膜模型的城市排水管網水質數學模型BISM，首次定量揭示了復雜多變條件下排水系統中有害氣體形成釋放規律，為精準、高效管理控制排水系統有害氣體污染提供了強有力的技術支撐。此外，開發了H2S產排預測軟件，牽頭制定國內第一個排水管網H2S風險管理技術標準“廣東省地方標準《城市排水管網有毒有害氣體監測與風險分級管理技術標準》”，并于大灣區各地試行。進一步，應用數學模型和實驗證實，揭示廚余垃圾粉碎后排入下水道會帶來H2S和CH4濃度劇增的風險，為我國的垃圾分類管理政策制定提供科學依據 3）技術研發。分別從①抑制生物膜內的SRB活動。②限制生物膜中的硫化物跨相遷移。③氧化污水中硫化物和④限制氣態H2S在管內聚集，四個維度研發多種適用于排水系統的H2S控制技術和實施策略，提出H2S污染治理的系統化解決方案。 本集成技術屬于國際領先技術，相應成果已發表在相關SCI論文上，并且其中5篇發表在環境領域頂級期刊Water Research上，具有很強的先進性和獨占性。

本發明公開了一種抗工藝漲落的自修調集成電路片上振蕩器，包括集成于同一芯片的用于產生基準脈沖的基準振蕩單元，用于產生輸出脈沖的待修調振蕩單元，以及用于接收基準脈沖和輸出脈沖，并根據接收到的基準脈沖和輸出脈沖向待修調振蕩單元發出相應的修調信號，控制待修調振蕩單元對輸出脈沖進行頻率修調的自修調邏輯控制單元。由可片內集成的基準振蕩單元提供頻率調修所需的基準脈沖，并在修調完成后關閉基準振蕩單元，實現了輸出頻率的片內自修調，避免片外修調，有利于降低芯片制備成本。且硬件結構簡單，容易實現，并在不修調時，關閉基準振蕩單元，降低芯片的功耗。

本實用新型公開了一種基于氧化硅矩形光波導的集成光收發模塊，包括至少一個具有四個45°拋光內端面的矩形氧化硅光波導、至少一個垂直腔面激光器和至少一個光子探測器，其制備方法為：利用45°刀頭將矩形波導切割成三段，由劃片機在芯片上切割出四個45°內端面；采用真空電子束熱蒸發等對應工藝鍍上布拉格反射膜、金屬膜以及金屬導線和焊點；再用折射率匹配膠將切割鍍膜后的矩形波導粘合，同時在內端面狹縫上方一定區域涂上匹配膠；最后通過倒裝焊接的方法，將垂直腔面激光器和光子探測器分別與對應的金屬電極焊接，集成于內端面狹縫之上，本實用新型低成本，高速率，可實現多通道傳輸數據。

IECUBE-3833集成電路實景操作VR實訓平臺可提供集成電路制造設備、工藝制造、封裝操作和器件測試4類VR實操實驗，與IECUBE-3831和IECUBE-3832平臺配合使用。

本發明公開了一種內部集成前置泵的柱塞式液壓電機泵，包括 電機轉子、缸體、多個柱塞、斜盤組件、配流閥組件、前置泵組件、 軸承和止推盤，其中，缸體兩端設有臺階軸，臺階軸端部安裝有出水 端，臺階軸內部設計的出水通孔與出水端開設的出水口連通，兩臺階 軸嵌套于對稱分布的軸承中，一端的臺階軸安裝有止推盤，止推盤內 嵌于軸承座和出水端，在缸體一端內的進水流道內集成安裝有前置泵 組件，前置泵通過配流閥連通柱塞腔，工作介質在柱塞腔內增加壓力 后，再由兩個出水端排出。本發明中的內部集成前置泵的柱塞式液壓電機泵，散熱性能優異，高速旋轉無氣穴，振動和噪音較小，工作介 質可為水或者油。

網絡化服務集成平臺是設計、實施網絡化服務系統的基礎。本成果建立了通用的網 絡化服務與工程支持信息集成平臺，集成企業相關的服務資源，為企業實現網絡化服務 系統提供技術的支持。本項目涉及信息技術、自動化技術、制造技術和管理技術等多個科學研究領域，成 果來自于多個相關的理論研究和工業實施項目。成果已經應用于上海大眾汽車有限公司、 沈陽機床集團、無錫機床集團等企業，相關成果正在機床、電氣等行業推廣。 同時，本項目通過中德合作，探索了一條高校、企業和外國高校以及外國企業之間 合作研究開發項目的新模式，打開了中德交流合作模式的另一扇窗口。

本技術成果提出了以silverlight技術為基礎、以 多維度發布數據融合為表現方式、以WCF技術為數 據庫訪問及通信方式的區域空氣質量實施發布的技 術路線，結合自主研發的區域空氣質量空間分析的 優化算法，提出了空氣質量 -氣象場 -地理信息等 要素多維集成動態展示的技術方法，通過交互與融 合，共同形成了我國新一代區域空氣質量實施發布 業務平臺，不僅提高了我國空氣質量實時發布與表 征能力，并且為區域空氣質量監測預警、信息公開 和環境管理提供了強有力的技術手段與分析工具。

適用于村鎮、別墅區、風景旅游區、養老院、廠礦、畜禽養殖場、垃圾填埋場等遠離污水管網的地區進行雨污水處理，以及提升河道、人工湖等地表水體景觀的可持續自凈容量與游憩性的多元化服務功能生態建設領域通過在綠地下添加改性濾料、種植特定耐水濕樹木，將綠地或地表水坡岸作為理化與生化的生態智能控制凈化反應器，形成動植物、微生物與水體污染物之間自組裝的物質循環及生態動力學自凈系統；通過綠地或坡岸下嵌入生態智能控制凈化反應箱，將天然凈化反應器與地表水體廊道式凈水裝置合用，實現了地表水坡岸生態基礎建設功能的多元化，及維系地表水可持續自然凈化的一種創新性體驗。確保凈化裝置所具有一勞永逸的可持續性成效  

本發明公開了一種低剖面方向圖可重構的基片集成波導H型喇叭天線，主要包括三個部分：電可調饋電網絡、輻射單元和直流偏置電路。本發明的方向圖可重構的基片集成波導喇叭天線可以實現主波束方向在水平面0°、90°、180°和270°掃描，具有低剖面、寬帶、結構簡單，操作方便等特點。

研究背景 芯片是人類最偉大的發明之一，也是現代電子信息產業的基礎和核心。小到手機、電腦、數碼相機，大到6G、物聯網、云計算均基于芯片技術的不斷突破。半導體光刻工藝水平的發展是以芯片為核心的電子信息產業的基石，目前半導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，芯片內晶體管單元已經接近分子尺度，半導體制作工藝的“瓶頸效應”越來越明顯。隨著全球化以及科技的高速發展，急劇增長的龐大數據量要求數據處理模型和算法結構不斷優化升級，帶來的結果就是對計算能力和系統功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計算力瓶頸等現象，已越來越難以滿足大數據時代對計算力與功耗的需求，因此提高運算速度同時降低運算功耗是目前信息工業界面臨的緊要問題。 如當年集成電路開創信息時代一樣，當下已經普及的光通信正在成為新革命力量的開路先鋒。與此同時，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進，光子芯片向小型化、集成化的發展趨勢已是必然。相對于電子驅動的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點，利用光信號進行數據獲取、傳輸、計算、存儲和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發展空間和巨大的潛能。 項目功能 本項目瞄準光通信關鍵技術及核心芯片，基于量子阱二極管發光探測共存現象，探索關鍵微納制造技術，研制出可以同時實現通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術路線 一、技術原理及可行性 本項目主要負責人王永進教授發現如圖1所示的量子阱二極管發光探測共存現象，首次研制出同質集成發射、傳輸、調制和接收器件的光電子芯片，這些原創工作引起了業界相關科研小組地廣泛關注，化合物半導體同質集成光電子芯片成為研究熱點。香港大學的蔡凱威小組和申請人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術，在藍寶石氮化物晶圓上實現LED基同質集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國王科技大學Ooi教授和美國加州大學圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質集成光電子芯片(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集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實現Gbps的光發射、調制和探測速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發基于光子傳輸的化合物半導體同質集成光電子芯片以實現片上光子通信是可行的。   二、總體結構設計及工藝流程 本項目提出的同時通信/感知一體化光電子芯片基于常規的藍寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進行設計，無需特殊定制的外延結構。以典型的2寸氮化鎵基藍光LED外延片為例，其外延片結構如圖2所示，從下至上依次為藍寶石襯底、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，通過調節InGaN/GaN多量子阱層的參數（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長的光源器件。   圖3為本項目所提出的同時通信/感知一體化光電子芯片結構。在藍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微納加工技術，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直接與基板相連，光線從透明的藍寶石襯底發出，這樣不僅使得器件具有優良的電性能和熱特性而且簡化了其后期的封裝工藝。 三、技術創新優勢 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PD對藍寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發展趨勢； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統異質的、分立的LED和PD簡化了封裝形式和工藝，不再需要對LED和PD進行單獨的封裝，而且同質集成器件的基板也較異質結構的簡單統一，極大地縮短了集成系統的制作周期； 3、同時通信/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，簡化了生長異質材料的復雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進行批量生產，有效地降低了生產成本。 四、實驗驗證 本項目團隊所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測試與電學性能測試平臺，并且項目成員積累了豐富的測試技術與經驗，能夠滿足本項目的同時通信/感知一體化光電子芯片測試同時表征光電參數與電學參數的需求。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，本項目利用單個多功能集成器件成功實現了對人體脈搏的監測功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實現了照明、成像和探測功能為一體的LED陣列系統，如圖6所示。該系統可以在點亮照明的同時，實現對外界光信號的探測與感知，通過后端系統處理后，再將信息通過陣列顯示出來，實現多種功能的集成。 項目負責人王永進教授是國家自然基金委優秀青年項目、國家973項目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學術期刊發表一系列高質量研究論文，獲授權中國發明專利23項，美國發明專利2項，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專題報道，榮獲2019年中國電子學會科學技術獎（自然科學）、2019年南京市十大重大原創成果獎等。