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項(xiàng)目概況 針對(duì)小型化、集成化、高頻率和高運(yùn)算速度的電子器件，應(yīng)用磁流體的熱磁對(duì)流效應(yīng)，把磁流體作為新一代高效傳熱冷卻技術(shù)用于高密度高功率電子器件設(shè)備中。 主要特點(diǎn) 1. 選擇合適的外加磁場(chǎng)和屏蔽技術(shù)。 2．溫度區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)梯度條件和粒子濃度的準(zhǔn)確控制 3．磁流體微型熱管散熱過(guò)程的磁場(chǎng)的準(zhǔn)確定位。 技術(shù)指標(biāo)     建立適合電子器件密集環(huán)境下適用磁流體散熱技術(shù)及相應(yīng)的磁場(chǎng)條件和屏蔽技術(shù)，提高了磁流體在磁場(chǎng)、熱場(chǎng)和重力場(chǎng)協(xié)同作用下的流動(dòng)傳熱效果。促進(jìn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，達(dá)到節(jié)能減排的綠色材料應(yīng)用。市場(chǎng)前景 目前該項(xiàng)目已通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)化證明，散熱效果好，能達(dá)到電子器件冷卻要求，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污染，無(wú)三廢排放。該項(xiàng)目可應(yīng)用于高密度、高功率電子器件密集環(huán)境下的散熱設(shè)備中，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

隨著集成電路的發(fā)展，功耗問(wèn)題越來(lái)越成為制約的瓶頸問(wèn)題。特別是在即將到來(lái)的萬(wàn)物互聯(lián)智能時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)、生物醫(yī)療、可穿戴設(shè)備和人工智能等新興領(lǐng)域更加追求極低功耗，尤其是極低靜態(tài)功耗。面向未來(lái)龐大的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的需求，極低功耗器件及其電路芯片受到越來(lái)越多的關(guān)注。受玻爾茲曼限制，傳統(tǒng)晶體管的亞閾擺幅存在理論極限，這一限制是阻礙器件功耗降低的關(guān)鍵因素，基于傳統(tǒng)CMOS晶體管的集成電路已經(jīng)無(wú)法滿足物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等對(duì)極低功耗的需求。 本項(xiàng)目基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝研制新型超陡擺幅隧穿器件，并進(jìn)一步研發(fā)具有極低功耗的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)芯片。新型超陡擺幅隧穿器件采用有別于傳統(tǒng)晶體管的量子帶帶隧穿機(jī)制，可突破亞閾擺幅極限，同時(shí)獲得比傳統(tǒng)晶體管低2個(gè)量級(jí)以上的關(guān)態(tài)電流性能，具備極其優(yōu)越的低靜態(tài)功耗性能。通過(guò)超陡亞閾擺幅器件及電路技術(shù)的研究和突破，可促進(jìn)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，顯著提高物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的工作時(shí)間，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子器件和芯片性能的提高帶來(lái)電路及其芯片的散熱問(wèn)題日益突出。研究表明：電子器件工作溫度在70～80℃水平時(shí)，每增加1℃，其可靠性就降低5%。同時(shí)由于芯片的不斷集成化和微型化，導(dǎo)致散熱量的迅速增加，傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)已經(jīng)不能滿足散熱要求。本技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種制冷劑閃蒸噴霧高效冷卻循環(huán)系統(tǒng)，利用閃蒸霧化和相變傳熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低溫高效換熱，傳熱系數(shù)高達(dá)26533W/(m2·K)，表面溫度在低于60攝氏度熱流密度即可超過(guò)100W/cm2（而常規(guī)水冷條件下元器件表面溫度超過(guò)150攝氏度）。

本項(xiàng)目研究了超材料的電磁特性、基于超材料的反向切倫科夫輻射、基于納米材料冷陰極的場(chǎng)發(fā)射特性以及它們?cè)诟咝省⒏吖β屎透哳l率的真空電子器件中的應(yīng)用。相關(guān)SCI論文共計(jì)153篇，SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中的他引次數(shù)為1058次，代表性論文被《自然-納米技術(shù)》、《物理評(píng)論快報(bào)》、《先進(jìn)材料》等國(guó)際頂級(jí)期刊上發(fā)表的SCI論文他引157次。這些學(xué)術(shù)成果解決了真空電子器件所面臨的核心科學(xué)問(wèn)題，在國(guó)際真空電子學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大的影響。

本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域。包括由功率電路組成的功率逆變單元和逆變控制單元兩部分，功率逆變單元主要包括輸入EMI 濾波電路、交錯(cuò)并聯(lián) Boost 升壓電路、采用混合器件的全橋逆變電路、輸出并網(wǎng)濾波電路，逆變控制單元主要包括電網(wǎng)相位檢測(cè)電路、采樣電路、及控制器。本發(fā)明采用雙級(jí)結(jié)構(gòu)，前級(jí)采用交錯(cuò)并聯(lián) Boost升壓，減小了電流的波動(dòng)，降低了輸出電壓紋波；后級(jí)逆變單元采用混合功率器件，有效減小了逆變損耗，提高系統(tǒng)效率

本成果以原有的直寫型3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)于現(xiàn)有3D打印技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，高效的微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)。實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)納米晶器件的高效構(gòu)筑，進(jìn)一步提升器件的光溢出效率。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 成果源于國(guó)家自然科學(xué)基金“異價(jià)摻雜量子點(diǎn)的合成、聚合物基復(fù)合塊體3D打印制造與性能研究”，項(xiàng)目編號(hào)51872030。本成果以原有的直寫型3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)于現(xiàn)有3D打印技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，高效的微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)。實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)納米晶器件的高效構(gòu)筑，進(jìn)一步提升器件的光溢出效率。傳統(tǒng)發(fā)光器件由于器件材料的折射率高于空氣，光從器件內(nèi)部向空氣傳播時(shí)，部分光會(huì)在器件的內(nèi)表面發(fā)生全反射，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上報(bào)道的塊體熒光器件內(nèi)部發(fā)出的光大量的在器件邊緣聚集（75%），正面與背面光溢出量的總和僅僅為25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件內(nèi)部微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑為基礎(chǔ)，通過(guò)微結(jié)構(gòu)在器件內(nèi)部的全反射界面構(gòu)筑，改變光在材料內(nèi)部的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)器件正面的光溢出效果增強(qiáng)。 本專利的高光溢出效果可以廣泛的應(yīng)用于激光器、LED照明領(lǐng)域，提升能源利用效率。目前本專利可以將塊體材料單側(cè)約為~25%的溢出效率提升至~80%，約為3.2倍的提升。保守估計(jì)將此技術(shù)用于實(shí)際器件中，可以實(shí)現(xiàn)2倍以上的提升，這就意味著對(duì)于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明約占全球能源消耗的15%-19%，全球溫室氣體排放的5%-6%。據(jù)統(tǒng)計(jì)2021年，全球照明市場(chǎng)總市值達(dá)到8089億元。照明技術(shù)是任何一個(gè)國(guó)家與地區(qū)都不可或缺的，高效的照明技術(shù)不僅可以為解決全球的能源危機(jī)提供有效解決途徑，同時(shí)為減少碳排放作出巨大貢獻(xiàn)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明公開(kāi)了一種微型皮拉尼計(jì)與體硅器件集成加工的方法。集成加工的方法包括：在硅基片正面制備體硅器件所需的絕緣層及電路引線；在硅基片的背面或正面沉積一層絕緣隔熱材料，刻蝕去除其四周部分得到絕緣隔熱層；在絕緣隔熱層上制備加熱體和電極；在沒(méi)有加熱體的一面制備圖形化的光刻膠掩膜；在有加熱體的一面沉積金屬膜；將金屬膜粘貼在表面有氧化層的硅托片上；對(duì)有光刻膠掩膜的一面進(jìn)行感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕，刻穿硅基片；去除光刻膠掩膜和金屬膜，得到集成結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能有效提高皮拉尼計(jì)的制備與其它工藝的兼容性，解決皮拉尼計(jì)與體

課題組基于NiO生長(zhǎng)工藝和異質(zhì)PN的前期研究基礎(chǔ)（Weibing Hao, et.al., Applied Physics Letters, 118, 043501, 2021），設(shè)計(jì)了結(jié)終端擴(kuò)展結(jié)構(gòu)（Junction Termination Extension, JTE），并優(yōu)化退火工藝，成功制備出耐高壓且耐高溫的氧化鎵異質(zhì)結(jié)二極管。

傳統(tǒng)PZT壓電陶瓷應(yīng)用廣泛，但在居里溫度較低，環(huán)境溫度較高時(shí)，PZT陶瓷樣品極易退極化。隨著壓電材料的應(yīng)用范圍的進(jìn)一步拓展，一些極端條件對(duì)壓電陶瓷的應(yīng)用提出了新的挑戰(zhàn)。北京大學(xué)工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室利用高居里點(diǎn)的鈧酸鉍 - 鈦酸鉛壓電陶瓷制備了基于 d31模式和d33模式的應(yīng)用于高溫環(huán)境中的壓電振動(dòng)能量回收器，器件可以穩(wěn)定地工作在 150℃以上的高溫環(huán)境中。高溫下由于電疇被活化，器件的壓電系數(shù)和相應(yīng)的輸出功率比室溫時(shí)提高一倍以上。 與壓電能量回收器不同的是，壓電驅(qū)動(dòng)器是一種利用壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能實(shí)現(xiàn)納米級(jí)驅(qū)動(dòng)的器件，壓電驅(qū)動(dòng)器利用壓電材料的準(zhǔn)靜態(tài)逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)10微米至100微米的微小位移；同時(shí)，還可以利用壓電陶瓷的高溫諧振動(dòng)效應(yīng)制備高溫壓電馬達(dá)。