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研究小組首先利用激光分子束外延技術(shù)生長(zhǎng)了具有原子級(jí)別平整度的反鐵磁Cr2O3薄膜，是電荷的絕緣體。采用非局域自旋輸運(yùn)的技術(shù)，用熱方法在鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流、產(chǎn)生自旋壓，在另外一個(gè)鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應(yīng)測(cè)量自旋流的輸運(yùn)（圖A）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在低溫下自旋輸信號(hào)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)著自旋導(dǎo)的飽和，也就是零自旋阻效應(yīng)；即自旋超流基態(tài)的最重要基本性質(zhì)之一（圖B）。在此基礎(chǔ)上，該研究小組又系統(tǒng)研究了不同自旋輸運(yùn)距離下自旋超流的輸運(yùn)現(xiàn)象，證明了自旋在該自旋超流基態(tài)可以進(jìn)行長(zhǎng)距離的輸運(yùn)，并且其隨輸運(yùn)距離的關(guān)系與自旋超流態(tài)輸運(yùn)理論預(yù)言一致（圖C）。該工作是是自旋超導(dǎo)態(tài)領(lǐng)域研究的一項(xiàng)重大突破，勢(shì)必推動(dòng)自旋超導(dǎo)態(tài)的快速發(fā)展，為研究基于自旋玻色子的玻色愛(ài)因斯坦凝聚的基礎(chǔ)物理研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并為新型量子自旋器件，如自旋流約瑟夫森結(jié)等，奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。圖：自旋超流基態(tài)的重要實(shí)驗(yàn)證據(jù)。（A）非局域自旋輸運(yùn)測(cè)量示意圖。用熱方法在左邊鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流，在右邊鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應(yīng)測(cè)量自旋流的輸運(yùn)。（B）自低溫下自旋輸信號(hào)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，反映出自旋超流基態(tài)的零自旋阻效應(yīng)。（C）自旋信號(hào)隨其隨輸運(yùn)距離的關(guān)系與自旋超流態(tài)輸運(yùn)理論預(yù)言一致。

該裝置工作原理不同于已有產(chǎn)品，具有推流和曝氣雙重作用，利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，在葉輪前端形成一定負(fù)壓吸入空氣，形成汽水混合物后在葉輪的強(qiáng)大推力下噴出，采用旋轉(zhuǎn)蝸殼噴水裝置，渦殼在水流反作用力下可以做 360 度旋轉(zhuǎn)，極大地提高曝氣面積。該裝置的特點(diǎn)是：使用獨(dú)特的高效無(wú)堵塞推流曝氣葉輪，提高了效率；采用水力自旋轉(zhuǎn)蝸殼噴水裝置，提高了服務(wù)面積；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)方便。

挑流-射流聯(lián)合消能系統(tǒng)利用下泄的高速水流沖擊溢流堰上葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)變速器加速發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，為置于水墊塘中的增壓泵供電，增壓泵的矩形出水口向上噴射出的面狀水流與溢流壩面挑射后下泄的面狀水流在空中碰撞消能，沖擊葉輪過(guò)程進(jìn)行底坎消能，在完成底坎消能和對(duì)沖消能后，余能將在水墊塘得到進(jìn)一下的消減。

太赫茲（THz）科學(xué)技術(shù)既是重大的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，也是國(guó)家的重大需求。然而，作為一段全新的的電磁波譜，實(shí)現(xiàn)THz波傳輸與控制的相關(guān)器件極為匱乏，大大限制了THz科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。本項(xiàng)目提出了THz波物質(zhì)探測(cè)、低損傳輸、高速控制的新理論和新技術(shù)，研制出多種實(shí)用化THz功能器件。本項(xiàng)目的主要成果包括：(1) 提出了THz波吸收的理論模型，研制出吸收率達(dá)到85%以上的窄帶、多帶和寬帶太赫茲吸收材料，解決了傳統(tǒng)電磁波吸收材料無(wú)法有效工作于THz頻段的技術(shù)難題；(2)提出“人工電磁結(jié)構(gòu)”與“電子功能材料”相結(jié)合構(gòu)建可調(diào)諧太赫茲功能器件的思想，研制出開(kāi)關(guān)速率達(dá)到0.1ms的太赫茲開(kāi)關(guān)、調(diào)制速率達(dá)到10Mbps的太赫茲波調(diào)制器，帶內(nèi)透射達(dá)到80%的太赫茲帶通濾波器，以及高效太赫茲功率衰減器；（3）基于高阻Si的深能級(jí)摻雜技術(shù)和石墨烯二維晶體材料，研制出寬帶太赫茲波空間調(diào)制器，開(kāi)關(guān)速率達(dá)到5MHz，空間調(diào)制面積達(dá)到3英寸，為提高太赫茲成像速率和分辨率奠定了基礎(chǔ)；(4)提出極化約束實(shí)現(xiàn)太赫茲波導(dǎo)低損耗傳輸?shù)男赂拍睢；凇熬酆衔锟招静▽?dǎo)”與“周期性金屬光柵結(jié)構(gòu)”的集成，研制出一種雙面光柵聚合物空芯波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了單模的傳輸,大幅度降低太赫茲傳輸損耗到0.68dB/m，達(dá)到了實(shí)用化的要求。 這一研究成果既加深了對(duì)THz波譜特性和基本物理現(xiàn)象的理解，也解決了THz傳輸、控制、波譜識(shí)別和應(yīng)用成像的多個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本項(xiàng)目成果的實(shí)施，可望實(shí)現(xiàn)載波300GHz以上高速無(wú)線通信，為太赫茲波無(wú)線通信、雷達(dá)探測(cè)、醫(yī)療診斷以及以及波譜成像等應(yīng)用系統(tǒng)提供了重要的技術(shù)支撐。在Appl. Phys. Lett., Sci. Rep., Opt. Lett., Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等國(guó)際主流期刊上發(fā)表SCI 論文66 篇。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利22 項(xiàng)，已授權(quán)專利7 項(xiàng)，獲得教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。跟國(guó)內(nèi)外綜合比較，本項(xiàng)目的研究成果總體上處于國(guó)際先進(jìn)水平，對(duì)推動(dòng)太赫茲科學(xué)快速進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義。

本項(xiàng)目提出了THz波物質(zhì)探測(cè)、低損傳輸、高速控制的新理論和新技術(shù)，研制出多種實(shí)用化THz功能器件。

隨著集成電路工藝的進(jìn)步，MOS管的特征尺寸越來(lái)越小，電路的工作電壓也不斷下降，柵氧化層的厚度也越來(lái)越薄，在這種趨勢(shì)下，將可控硅ESD防護(hù)器件的觸發(fā)電壓降低到可觀的電壓值內(nèi)，使用高性能的ESD防護(hù)器件來(lái)泄放靜電電荷以保護(hù)柵極氧化層顯得十分重要。本發(fā)明涉及可用于65nm半導(dǎo)體工藝的靜電保護(hù)（ESD）器件，特別涉及低電壓觸發(fā)的SCR器件。    本發(fā)明提供一種采用新型技術(shù)減小器件的ESD觸發(fā)電壓的PMOS嵌入的低壓觸發(fā)用于ESD保護(hù)的SCR器件。本發(fā)明采用PMOS進(jìn)行觸發(fā)NMOS導(dǎo)通，NMOS的導(dǎo)通電流觸發(fā)SCR晶閘管，從而減小SCR器件的ESD觸發(fā)電壓。ESD脈沖信號(hào)施加在Anode和Cathode之間，PMOS首先被觸發(fā)導(dǎo)通，PMOS開(kāi)通之后，觸發(fā)NMOS導(dǎo)通，NMOS導(dǎo)通后，其導(dǎo)通電流觸發(fā)晶閘管SCR導(dǎo)通。晶閘管電流（SCR current）導(dǎo)通大部分ESD 電流，從而實(shí)驗(yàn)了ESD保護(hù)。

本項(xiàng)目以制備超快高儲(chǔ)能柔性器件為導(dǎo)向，建立基于界面納米復(fù)合材料的新技術(shù)。通過(guò)水熱法和電化學(xué)方法在柔性導(dǎo)電基底上構(gòu)建納米陣列/金摻雜二氧化錳的三維納米復(fù)合電極，作為正極；通過(guò)水熱法和熱處理法在柔性導(dǎo)電基底上生長(zhǎng)多孔氧化鐵納米復(fù)合材料，作為負(fù)極，組裝全固態(tài)薄膜器件。利用納米復(fù)合材料的多方面優(yōu)勢(shì)加速電子/離子在活性材料中的傳遞，進(jìn)而達(dá)到超快高儲(chǔ)能的目的。基于納米復(fù)合材料的全固態(tài)薄膜器件可展現(xiàn)出超快充電能力（10 V/s），比常規(guī)電容器的充電時(shí)間快10-100倍。這是國(guó)際上基于金屬氧化物贗電容薄膜型超級(jí)電容器研究領(lǐng)域的一個(gè)重大突破。此外，本項(xiàng)目以開(kāi)發(fā)超快超柔儲(chǔ)能器件為導(dǎo)向，開(kāi)發(fā)了一種熱力學(xué)誘導(dǎo)自發(fā)組裝和原位摻雜結(jié)合碳熱還原的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)石墨烯納米篩粉體和薄膜的宏觀可控制備，解決了傳統(tǒng)石墨烯材料縱向物質(zhì)傳輸差的局限。通過(guò)控制碳熱溫度，可以調(diào)節(jié)石墨烯納米篩表面的孔密度，即孔徑大小可控（10~100 nm）。與傳統(tǒng)石墨烯薄膜電極相比，石墨烯納米篩表面豐富的孔結(jié)構(gòu)使得其作為電極材料時(shí)擁有更大的比表面積，而且電解質(zhì)離子可以在垂直于平面的軸向上傳遞，縮短了離子傳輸路徑。

"以α-BaTeMo2O9為代表的含碲的化合物是一類新型光電功能晶體，在偏光、聲光、拉曼等光學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。此類化合物具有透光寬，雙折射大，易生長(zhǎng)，物理化學(xué)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是偏光和聲光器件的優(yōu)選材料。 山東大學(xué)在該系列晶體生長(zhǎng)和器件的研究方面具有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以生長(zhǎng)出大尺寸（≥50 x 50 x 100 mm3），高質(zhì)量（光學(xué)均勻性≤10-5）的單晶；并在器件的制作中突破了國(guó)際上單軸晶體的限制，偏振棱鏡消光比>30000:1，達(dá)到高質(zhì)量冰洲石器件水平；聲光調(diào)Q器件衍射效率>84%，高于同等條件下的TeO2器件。晶體生長(zhǎng)處于世界領(lǐng)先水平，器件設(shè)計(jì)具有國(guó)際、國(guó)內(nèi)專利，總體水平處于國(guó)際領(lǐng)先。該成果獲得教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，主要用于先進(jìn)光學(xué)及其電學(xué)領(lǐng)域，如醫(yī)療、軍事、激光加工、激光雷達(dá)、激光探測(cè)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)聲光調(diào)制器件和偏光器件總產(chǎn)值約為2億元。而現(xiàn)有的材料已經(jīng)不能滿足相應(yīng)研究和產(chǎn)業(yè)的需求。作為新型光電功能晶體及其器件，在滿足現(xiàn)有要求的基礎(chǔ)上，填補(bǔ)了此類材料和器件在中紅外波段內(nèi)的國(guó)際空白。此外，獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)有利于產(chǎn)品推廣，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 "

磷化銦基集成高速光開(kāi)關(guān)芯片

傳統(tǒng)的CCD、CMOS硅基成像器件都不能響應(yīng)紫外波段的光信號(hào)，這是因?yàn)樽贤獠ǘ蔚墓獠ㄔ诙嗑Ч柚写┩干疃群苄。?lt;2nm）。但是近年來(lái)隨著紫外探測(cè)技術(shù)的日趨發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越需要對(duì)紫外波段進(jìn)行更深的探測(cè)分析與認(rèn)識(shí)。紫外探測(cè)技術(shù)是繼激光探測(cè)技術(shù)和紅外探測(cè)技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的又一軍民兩用光電探測(cè)技術(shù)。幾十年來(lái)，紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件。硅基成像器件如CCD、CMOS是應(yīng)用最廣泛的光電探測(cè)器件。當(dāng)前最先進(jìn)的光譜儀器大都采用了CCD或CMOS作為探測(cè)器件，這是因?yàn)镃CD、CMOS具有靈敏度強(qiáng)、噪聲低、成像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），CCD、CMOS等在紫外波段響應(yīng)都很弱。成像器件的這種紫外弱響應(yīng)限制了其在先進(jìn)光譜儀器及其他領(lǐng)域紫外波段探測(cè)的使用。 在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,寬光譜響應(yīng)范圍、高分辨率、高靈敏度探測(cè)器CCD已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高檔光譜儀器中。上世紀(jì)中葉美國(guó)Varian公司開(kāi)發(fā)的Varian700 ICP-AES所使用的寬光譜CCD檢測(cè)器分辨率達(dá)0.01nm,光波長(zhǎng)在600nm和300nm時(shí)QE分別達(dá)到了84%和50%；美國(guó)熱電公司開(kāi)發(fā)的CAP600 系列ICP所用探測(cè)器光譜響應(yīng)范圍更是達(dá)到165～1000nm，在200nm時(shí)的分辨率達(dá)到0.005nm.法國(guó)Johinyvon的全譜直讀ICP，其所用的CCD探測(cè)器像素分辨率達(dá)0.0035nm,紫外響應(yīng)拓展到120nm的遠(yuǎn)紫外波段。德國(guó)斯派克分析儀器公司的全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀一維色散和22個(gè)CCD檢測(cè)器設(shè)計(jì)，其光譜響應(yīng)范圍為120－800nm。德國(guó)耶拿JENA 連續(xù)光源原子吸收光譜儀contrAA采用高分辨率的中階梯光柵和紫外高靈敏度的一維CCD探測(cè)器，分辨率達(dá)0.002nm,光譜響應(yīng)范圍為189—900 nm。總而言之，發(fā)達(dá)國(guó)家在寬光譜響應(yīng)和高分辨率高靈敏度探測(cè)器件的研制領(lǐng)域已取得相當(dāng)?shù)某删汀Ｖ饕夹g(shù)指標(biāo)和創(chuàng)新點(diǎn)（1）  我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次提出紫外增強(qiáng)的硅基成像器件，并在不改變傳統(tǒng)硅基成像探測(cè)器件的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用鍍膜的方法增強(qiáng)成像探測(cè)器件CCD、CMOS的紫外響應(yīng)，使其光譜響應(yīng)范圍拓寬到190—1100nm，實(shí)現(xiàn)對(duì)190nm以上紫外光的探測(cè)。（2）  提高成像探測(cè)器的紫外波段靈敏度，達(dá)到0.1V/lex.s。（3）  增強(qiáng)成像探測(cè)器件的紫外響應(yīng)的同時(shí)，盡量不削弱探測(cè)器件對(duì)可見(jiàn)波段的響應(yīng)。（4）  選用適合的無(wú)機(jī)材料，克服有機(jī)材料使用壽命短的缺陷。 紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件，該設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)CCD、CMOS結(jié)合，能滿足寬光譜光譜儀器所需的紫外響應(yīng)探測(cè)器的需要。能提高光譜儀器光譜響應(yīng)范圍，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)分析和檢測(cè)中具有很廣的市場(chǎng)前景。 該設(shè)計(jì)樣品能取代傳統(tǒng)CCD、CMOS，應(yīng)用于大型寬光譜光譜儀器上，作為光譜儀的探測(cè)器件。將傳統(tǒng)光譜儀器的光譜檢測(cè)范圍拓寬到190—1100nm. 實(shí)現(xiàn)紫外探測(cè)和紫外分析。具有較強(qiáng)的市場(chǎng)推廣應(yīng)用價(jià)值。