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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:南開大學(xué)在碳納米材料的制備及應(yīng)用研究方面取得了一批開創(chuàng)性成果，該項(xiàng)目技術(shù)的推廣，將促進(jìn)我國(guó)新材料、微電子、儲(chǔ)能、資源保護(hù)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，為我國(guó)在這一新型納米材料領(lǐng)域占據(jù)有利地位，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，做出重要貢獻(xiàn)。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá) 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為 0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過 透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二 維平面結(jié)構(gòu)。

1991年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及2004年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備SWNTs的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖1），純度達(dá)70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá)200公斤/年以上）。 采用機(jī)械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá)0.2 S/cm、導(dǎo)

本發(fā)明公開了一種用于 ESD 保護(hù)的低壓觸發(fā) SCR 器件。本發(fā)明創(chuàng)造采用第一 PMOS 和第二 PMOS 分別進(jìn)行襯底觸發(fā)和柵觸發(fā)，從而降低 SCR 器件的觸發(fā)電壓。 ESD 脈沖信號(hào)施加在 Anode 和 Cathode 之間，第一 PMOS 和第二 PMOS 首先被觸發(fā)導(dǎo)通，第一 PMOS 開通之后，給 Nwell 施加一觸發(fā)電流，第二 PMOS 開通之后給第三 PMOS 施加一觸發(fā)電壓。第一 PMOS 施加的 Nwell 觸發(fā)電流和第三 PMOS 的溝道電流觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，晶閘管電流（ SCR current ）導(dǎo)通大部分 ESD  電流，從而實(shí)現(xiàn)了 ESD 保護(hù)。

光學(xué)領(lǐng)域頂尖期刊《自然·光子學(xué)》報(bào)道了浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)院陳紅勝教授課題組的一項(xiàng)最新研究：在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)的新一代智能隱身器件。在不依賴任何人為操控的情況下，快速地動(dòng)態(tài)適應(yīng)變化的背景環(huán)境，從而與背景電磁環(huán)境特征融為一體，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)隱身。論文審稿專家認(rèn)為：“這是一項(xiàng)激動(dòng)人心的、及時(shí)而杰出的工作，它連接了變換光學(xué)、電磁超材料和人工智能等領(lǐng)域，為智能光子材料和器件這個(gè)新興領(lǐng)域樹立了很好的標(biāo)桿，也將大大促進(jìn)其他智能電磁器件的發(fā)展。”自然界存在兩種“隱身”策略。一種是在變色龍和章魚生物中常見的擬態(tài)隱身，使自己融于周邊環(huán)境；另一種是透明隱身，即光透過物體時(shí)不產(chǎn)生任何散射，例如海樽和水母。科學(xué)家近年來提出的變換光學(xué)隱身方法則區(qū)別于上述兩種策略，它利用坐標(biāo)變換的方法來控制電磁波，使其繞過被隱身的區(qū)域，按照原來的方向傳播，從而使物體完全隱形。與自然界的“隱身衣”相比，人類的“隱身衣”多數(shù)只能工作在單一的環(huán)境背景和既定的入射波條件。如果稍加改變外界環(huán)境或者入射波，隱身效果便會(huì)大幅度降低。“理想的隱身衣應(yīng)該和章魚和變色龍一樣，能夠快速自動(dòng)地適應(yīng)于變化的外界刺激和背景環(huán)境。”陳紅勝說。如何才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)？“章魚有色素細(xì)胞，我們有可重構(gòu)的新型人工電磁材料單元；章魚有中樞神經(jīng)，我們有深度學(xué)習(xí)方法；章魚有光敏細(xì)胞，我們可以搭建電磁波和環(huán)境探測(cè)器。”論文第一作者、課題組成員錢超說。當(dāng)前，深度學(xué)習(xí)已經(jīng)開始滲入電磁材料領(lǐng)域，但是主要偏重于理論上設(shè)計(jì)優(yōu)化人工電磁材料。如何在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)新型的智能電磁材料、構(gòu)建新一代智能隱身系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)快速有效的自適應(yīng)隱身，是一個(gè)極具挑戰(zhàn)的課題，在此之前還未見成功實(shí)驗(yàn)的報(bào)道。經(jīng)過三年多的不懈努力，陳紅勝研究團(tuán)隊(duì)組在充分研究隱身領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的基礎(chǔ)上，在微波段成功實(shí)現(xiàn)了智能自適應(yīng)隱身器件。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)小車智能隱身實(shí)驗(yàn)——小車身披一層超薄的可重構(gòu)的超表面隱身材料，這件“隱身衣”由智能芯片控制，集成了訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)模型，能夠根據(jù)輸入的電磁信息快速做出決策，改變“隱身衣”的電磁響應(yīng)。探測(cè)雷達(dá)隨機(jī)改變著入射波的頻率、極化和入射角，而小車的任務(wù)就是動(dòng)態(tài)適應(yīng)變化的探測(cè)信號(hào)，對(duì)雷達(dá)“隱身”。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化，變色龍大約需要6秒時(shí)間過度到環(huán)境色；而當(dāng)電磁環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，披著智能隱身衣的小車只需要15毫秒就能自動(dòng)地實(shí)時(shí)“換裝”。陳紅勝教授表示，智能隱身成功地融合了新型電磁材料和人工智能等領(lǐng)域，其采用硬件手段實(shí)現(xiàn)用于隱身調(diào)控的深度學(xué)習(xí)模型，在應(yīng)用中只需單次前向計(jì)算即可做出合理的決策，大大地縮短了響應(yīng)時(shí)間，這一方法對(duì)于實(shí)時(shí)性要求很高的其他應(yīng)用也有很好的借鑒意義

項(xiàng)目采用了中山大學(xué)自主研發(fā)的低損耗低應(yīng)力超低溫氮化硅材料平臺(tái)，研制了一系列光子集成的關(guān)鍵 器件