电子信息领域科技成果汇编.pdf
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中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 电子信息 科技成果汇编 融合 创新 目录 01 02/ MEMS二维扫描微镜及其应用 03/ 高灵敏度太赫兹探测器组件 04/ 高效柔性薄膜太阳电池 05/ 一维硅基紫外探测器与透明半导体材料的可控制备技术 06/ 中红外超辐射宽谱光源芯片 07/ 基于凹槽二次外延技术的p-GaN栅极增强型电力电子器件 08/ 硅衬底上基于高Al组分AlInGaN势垒层射频微波器件 09/ 高亮度准直背光 10/ 智能三维成像与感知芯片技术的研发及产业化 11/ 半导体拉曼增强（SERS）检测技术 12/ 自适应印刷制备微米尺度电路 13/ 柔性阵列式压力传感器 14/ MEMS气体传感器 15/ 可穿戴汗液传感器 16/ 物联网时代的柔性纳米智能感知传感器技术及应用 17/ 超窄线宽半导体激光器件 18/ GaN蓝、绿光激光器 19/ 光电器件失效机制的在线诊断技术 20/ Si基增强型GaN HEMT器件研究与应用 21/ 高亮度彩色Micro-LED微显示芯片 22/ 面向SiC双极型器件的 CVD外延生长技术 23/ SiC肖特基二极管 11 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 MEMS二维扫描微镜及其应用 技术领域 目标应用领域 （或行业） 成果（项目）简介 创新 成果（项目）名称 高灵敏度太赫兹探测器组件 技术领域 电子信息 激光微投影、红外激光结构光发射模组，激光雷达脉冲扫描模组。 融合 电子信息 目标应用领域 （或行业） 太赫兹科学仪器，太赫兹波无损检测，太赫兹波生物成像 成果（项目）简介 的发射，满足3D相机对结构光投影的性价比的要求。 利用大镜面的MEMS二维扫描微镜，可以实现固态激光 雷达的小型化、低成本和可批量生产，满足自动驾驶对 激光雷达的要求。 1.919 1.868 1.796 1.762 1.717 1.670 0.557 THz transmission in air 1.5 1.0 0.8 1.0 AlGaN/GaN Detectors DET-850GHz DET-650GHz DET-340GHz 0.5 0.0 0.00 1.2 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 0.6 0.4 0.2 THz transmission 扫描微镜结合红外激光器的调制，可以实现红外结构光 Spectral density (a.u.) 光投影仪，满足移动大屏显示的需求。利用MEMS二维 2.0 1.602 导体激光器的光强调制技术，可以实现全高清的微型激 1.411 优。 1.164 1.208 1.229 密扫描定位和操控。利用MEMS二维扫描微镜，以及半 1.113 定制为不同频段的单元探测器或线阵列探测器，探测灵敏度媲美肖特基势垒二极管探测器，可替代并在0.7THz以上更 1.098 性能光学扫描微镜，可以实现对激光束和激光脉冲的精 0.988 可依据用户需求，设计和制造常温工作的高灵敏度太赫兹混频芯片和探测器组件。探测频率覆盖0.1THz到1.1THz，可 0.752 MEMS二维扫描微镜利用微加工技术，批量制备高 0.0 2.00 Frequency (THz) 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 MEMS二维扫描微镜性能指标国际领先。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 探测器性能指标达到国际一流水平，国内唯一。6项发明专利，已在国内十多家用户试用。专业团队的十年专注 研发，技术自主可控。 探测器芯片 02 单元探测器组件 03 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 MEMS二维扫描微镜及其应用 技术领域 目标应用领域 （或行业） 成果（项目）简介 创新 成果（项目）名称 高灵敏度太赫兹探测器组件 技术领域 电子信息 激光微投影、红外激光结构光发射模组，激光雷达脉冲扫描模组。 融合 电子信息 目标应用领域 （或行业） 太赫兹科学仪器，太赫兹波无损检测，太赫兹波生物成像 成果（项目）简介 的发射，满足3D相机对结构光投影的性价比的要求。 利用大镜面的MEMS二维扫描微镜，可以实现固态激光 雷达的小型化、低成本和可批量生产，满足自动驾驶对 激光雷达的要求。 1.919 1.868 1.796 1.762 1.717 1.670 0.557 THz transmission in air 1.5 1.0 0.8 1.0 AlGaN/GaN Detectors DET-850GHz DET-650GHz DET-340GHz 0.5 0.0 0.00 1.2 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 0.6 0.4 0.2 THz transmission 扫描微镜结合红外激光器的调制，可以实现红外结构光 Spectral density (a.u.) 光投影仪，满足移动大屏显示的需求。利用MEMS二维 2.0 1.602 导体激光器的光强调制技术，可以实现全高清的微型激 1.411 优。 1.164 1.208 1.229 密扫描定位和操控。利用MEMS二维扫描微镜，以及半 1.113 定制为不同频段的单元探测器或线阵列探测器，探测灵敏度媲美肖特基势垒二极管探测器，可替代并在0.7THz以上更 1.098 性能光学扫描微镜，可以实现对激光束和激光脉冲的精 0.988 可依据用户需求，设计和制造常温工作的高灵敏度太赫兹混频芯片和探测器组件。探测频率覆盖0.1THz到1.1THz，可 0.752 MEMS二维扫描微镜利用微加工技术，批量制备高 0.0 2.00 Frequency (THz) 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 MEMS二维扫描微镜性能指标国际领先。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 探测器性能指标达到国际一流水平，国内唯一。6项发明专利，已在国内十多家用户试用。专业团队的十年专注 研发，技术自主可控。 探测器芯片 02 单元探测器组件 03 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 高效柔性薄膜太阳电池 技术领域 目标应用领域 （或行业） 能源环保 光伏能源领域 成果（项目）简介 GaAs为代表的高效柔性多结太阳电池主要应用于光伏能源领域，具有超高的光电转换效率，超低重量密度，柔性可 弯曲，应用场景广泛。可以应用于卫星、新能源汽车、5G基站、智能可穿戴设备等国民基础设施领域，是未来最为重要的 可再生能源之一，随着制造成本的降低，有望全面取代化石燃料发电，形成一个可持续的、环保的可再生能源生态。 融合 创新 成果（项目）名称 一维硅基紫外探测器与透明半导体材料的可控 制备技术 技术领域 电子信息 目标应用领域 （或行业） 硅基紫外探测器：太空探测、火灾预警、辐射检测和通讯； 透明半导体材料：可显示眼镜、可显示汽车挡风玻璃。 成果（项目）简介 虽然具有千亿级的应用市场，但是AlGaN紫外光电探测器的性能和应用仍然受到严重制约。该技术基于易集成且廉价的硅 衬底，设计并可控制备AlGaN纳米柱（一维）阵列，不仅有利于提升AlGaN材料的晶体质量，提高紫外光提取效率，也能够降 低成本。目前，团队已初步掌握一维探测器完整的器件制备工艺，制备出的器件性能优越。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 本项目采用创新的技术方案批量能力强、工艺 成本低、良品率高，拥有自主知识产权，技术方案 是采用简单高效的低温技术将外延层薄膜转移到廉 价的玻璃临时衬底上制备柔性太阳电池，相对于现 有两次键合转移方案，不仅可以解决高温固化带来 的晶圆翘曲问题，而且可以简化工艺流程提高成品 率，具有量产的潜力，预估成本能降低30%。本项 目适用于高能量密度需求的移动能源系统，具有超 另一方面，GaN基半导体材料稳定性好，在半导体器件中应用广泛，但是受制于其衬底和(In,Ga)N材料的窄禁带，GaN基 材料难以制备透明器件。本团队开发了一种廉价简易的新方法（已申请多项发明专利）来制备透明GaN基材料，可以为未来的 透明半导体器件这一新兴行业提供可靠的技术支持，有望在诸如可显示眼镜和汽车挡风玻璃等领域中大放异彩。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 该可控制备技术高效简便，适用于未来的产业化需求。目前，该技术已获得国家自然科学基金、中国科学院与省级自然科 学基金的大力支持，并与德国Paul-Drude电子研究所（PDI）深入开展合作研究。从2018年至今，该技术的相关成果已申请 多项发明专利（包括1项PCT专利），并在Adv. Optical Mater.，Nanophotonics与Journal of Crystal Growth等国际知名期 刊上发表多篇学术论文。 低的重量面密度，与锂电集成实现稳定可靠的自充 电实时能源供应。 本项目的技术指标（光电转换效率、重量面密度、稳定性等）明显优于采用CuInGaSe材料的柔性太阳电池，制造成 本低于采用常规技术方案的柔性GaAs太阳电池；本项目团队拥有正高职称2人，中级职称4人以及硕博研究生12人，已从 事GaAs太阳电池研究10余年，积累了丰富的技术和经验；本项目已申请中国专利5项，国际PCT专利1项。 一维硅基紫外探测器的结构示意图 04 透明GaN基半导体材料的透射率和实物图 05 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 高效柔性薄膜太阳电池 技术领域 目标应用领域 （或行业） 能源环保 光伏能源领域 成果（项目）简介 GaAs为代表的高效柔性多结太阳电池主要应用于光伏能源领域，具有超高的光电转换效率，超低重量密度，柔性可 弯曲，应用场景广泛。可以应用于卫星、新能源汽车、5G基站、智能可穿戴设备等国民基础设施领域，是未来最为重要的 可再生能源之一，随着制造成本的降低，有望全面取代化石燃料发电，形成一个可持续的、环保的可再生能源生态。 融合 创新 成果（项目）名称 一维硅基紫外探测器与透明半导体材料的可控 制备技术 技术领域 电子信息 目标应用领域 （或行业） 硅基紫外探测器：太空探测、火灾预警、辐射检测和通讯； 透明半导体材料：可显示眼镜、可显示汽车挡风玻璃。 成果（项目）简介 虽然具有千亿级的应用市场，但是AlGaN紫外光电探测器的性能和应用仍然受到严重制约。该技术基于易集成且廉价的硅 衬底，设计并可控制备AlGaN纳米柱（一维）阵列，不仅有利于提升AlGaN材料的晶体质量，提高紫外光提取效率，也能够降 低成本。目前，团队已初步掌握一维探测器完整的器件制备工艺，制备出的器件性能优越。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 本项目采用创新的技术方案批量能力强、工艺 成本低、良品率高，拥有自主知识产权，技术方案 是采用简单高效的低温技术将外延层薄膜转移到廉 价的玻璃临时衬底上制备柔性太阳电池，相对于现 有两次键合转移方案，不仅可以解决高温固化带来 的晶圆翘曲问题，而且可以简化工艺流程提高成品 率，具有量产的潜力，预估成本能降低30%。本项 目适用于高能量密度需求的移动能源系统，具有超 另一方面，GaN基半导体材料稳定性好，在半导体器件中应用广泛，但是受制于其衬底和(In,Ga)N材料的窄禁带，GaN基 材料难以制备透明器件。本团队开发了一种廉价简易的新方法（已申请多项发明专利）来制备透明GaN基材料，可以为未来的 透明半导体器件这一新兴行业提供可靠的技术支持，有望在诸如可显示眼镜和汽车挡风玻璃等领域中大放异彩。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 该可控制备技术高效简便，适用于未来的产业化需求。目前，该技术已获得国家自然科学基金、中国科学院与省级自然科 学基金的大力支持，并与德国Paul-Drude电子研究所（PDI）深入开展合作研究。从2018年至今，该技术的相关成果已申请 多项发明专利（包括1项PCT专利），并在Adv. Optical Mater.，Nanophotonics与Journal of Crystal Growth等国际知名期 刊上发表多篇学术论文。 低的重量面密度，与锂电集成实现稳定可靠的自充 电实时能源供应。 本项目的技术指标（光电转换效率、重量面密度、稳定性等）明显优于采用CuInGaSe材料的柔性太阳电池，制造成 本低于采用常规技术方案的柔性GaAs太阳电池；本项目团队拥有正高职称2人，中级职称4人以及硕博研究生12人，已从 事GaAs太阳电池研究10余年，积累了丰富的技术和经验；本项目已申请中国专利5项，国际PCT专利1项。 一维硅基紫外探测器的结构示意图 04 透明GaN基半导体材料的透射率和实物图 05 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 中红外超辐射宽谱光源芯片 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 医疗成像检测，例如中红外光学相干层析成像系统（OCT） 成果（项目）简介 超辐射宽谱光源是光学相干层析成像系统的核心光源。现有的近红外OCT系统对胶原蛋白、脂质、葡萄糖等物质难以呈现 融合 创新 成果（项目）名称 基于凹槽二次外延技术的p-GaN栅极增强型电 力电子器件 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 电力转换、无线充电、激光雷达 成果（项目）简介 准确清晰的像，而中红外OCT系统在这些物质成像方面具有无可比拟的优势。但是由于缺乏合适的室温连续工作的中红外超辐 GaN基电力电子器件作为对电能实现高效控制的核心部件，在整个电力电子技术中扮演着至关重要的角色。最近三年内， 射宽谱光源，长期以来制约了中红外OCT系统的实际应用。我们不仅成功实现了国际上第一支室温连续工作的量子级联超辐射 以日本松下、美国EPC、加拿大GaN System为代表的三家半导体功率器件公司，相继推出了以p型栅极为技术路线的GaN基增强 宽谱光源芯片，填补了中红外波段室温连续工作半导体宽谱光源的空白；而且成功制备出一系列可以室温连续工作具有宽光 型电力电子器件商用化产品。由于采用该技术路线制备增强型器件对于材料外延生长、器件工艺均具有较高要求，难度较大，目 谱、高温度稳定性的中红外量子级联宽谱光源芯片，保证了芯片制备和性能的重复性和可靠性，使中红外OCT系统向实际应用 前国内开展这方面研究的单位较少，且采用常规技术制备的器件无法兼顾器件导通与关断特性。针对此问题，中科院苏州纳米所 又迈进一大步。 成功研制出基于凹槽二次外延p-GaN技术的增强型电力电子器件，且开发出具有工艺兼容性的高温LPCVD钝化技术相兼容，全面 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 提升了器件的直流与动态特性。 人体内的胶原蛋白、脂质、葡萄糖等物质对近红外波段的光吸收非常弱，近红外OCT系统难以呈现准确清晰的像，而这些 物质在中红外波段的吸收谱具有更高的灵敏度和更大的信息量，早在多年前研究者们就提出了实现中红外OCT系统的重要性和 必要性。但是由于缺乏合适的室温连续工作的中红外宽谱光源，这长期以来制约了中红外OCT系统的实际应用。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 中科院苏州纳米所成功研制出硅衬底上基于p-GaN栅极技术的增强型电力电子器件，输出电流为435 mA/mm，阈值电 压达到1.7 V @ IDS = 10 μA/mm，开关比达到1010，为已报道硅基GaN同类器件的国际先进水平，且相关核心制备技术已进行 本项目通过采用超辐射宽谱光源与光放大器单片集成的波导结构，并结合四阱耦合双声子共振的应变补偿量子级联材料作 专利布局（GaN基增强型HEMT器件的制备方法，201610693110.X；基于复合势垒层结构的III族氮化物增强型HEMT及制作 为有源区，在降低波导结构整体反射率的同时，提高了材料的自发辐射效率，成功实现了国际上第一支室温连续工作的中红外 方法，201810031021.8）。未来，将积极寻求与电源转换、无线充电、激光雷达等领域在内的下游应用厂商展开合作，推动 量子级联超辐射宽谱光源芯片，其将成为中红外OCT系统的核心光源。在此项研究成果的基础上，又成功制备出一系列可以室 硅基GaN电力电子器件的应用。 温连续工作具有宽光谱、高温度稳定性的中红外量子级联宽谱光源芯片，保证了芯片制备和性能的重复性和可靠性，使得中红 外OCT系统向实际应用又迈进一大步。 06 07 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 中红外超辐射宽谱光源芯片 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 医疗成像检测，例如中红外光学相干层析成像系统（OCT） 成果（项目）简介 超辐射宽谱光源是光学相干层析成像系统的核心光源。现有的近红外OCT系统对胶原蛋白、脂质、葡萄糖等物质难以呈现 融合 创新 成果（项目）名称 基于凹槽二次外延技术的p-GaN栅极增强型电 力电子器件 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 电力转换、无线充电、激光雷达 成果（项目）简介 准确清晰的像，而中红外OCT系统在这些物质成像方面具有无可比拟的优势。但是由于缺乏合适的室温连续工作的中红外超辐 GaN基电力电子器件作为对电能实现高效控制的核心部件，在整个电力电子技术中扮演着至关重要的角色。最近三年内， 射宽谱光源，长期以来制约了中红外OCT系统的实际应用。我们不仅成功实现了国际上第一支室温连续工作的量子级联超辐射 以日本松下、美国EPC、加拿大GaN System为代表的三家半导体功率器件公司，相继推出了以p型栅极为技术路线的GaN基增强 宽谱光源芯片，填补了中红外波段室温连续工作半导体宽谱光源的空白；而且成功制备出一系列可以室温连续工作具有宽光 型电力电子器件商用化产品。由于采用该技术路线制备增强型器件对于材料外延生长、器件工艺均具有较高要求，难度较大，目 谱、高温度稳定性的中红外量子级联宽谱光源芯片，保证了芯片制备和性能的重复性和可靠性，使中红外OCT系统向实际应用 前国内开展这方面研究的单位较少，且采用常规技术制备的器件无法兼顾器件导通与关断特性。针对此问题，中科院苏州纳米所 又迈进一大步。 成功研制出基于凹槽二次外延p-GaN技术的增强型电力电子器件，且开发出具有工艺兼容性的高温LPCVD钝化技术相兼容，全面 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 提升了器件的直流与动态特性。 人体内的胶原蛋白、脂质、葡萄糖等物质对近红外波段的光吸收非常弱，近红外OCT系统难以呈现准确清晰的像，而这些 物质在中红外波段的吸收谱具有更高的灵敏度和更大的信息量，早在多年前研究者们就提出了实现中红外OCT系统的重要性和 必要性。但是由于缺乏合适的室温连续工作的中红外宽谱光源，这长期以来制约了中红外OCT系统的实际应用。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 中科院苏州纳米所成功研制出硅衬底上基于p-GaN栅极技术的增强型电力电子器件，输出电流为435 mA/mm，阈值电 压达到1.7 V @ IDS = 10 μA/mm，开关比达到1010，为已报道硅基GaN同类器件的国际先进水平，且相关核心制备技术已进行 本项目通过采用超辐射宽谱光源与光放大器单片集成的波导结构，并结合四阱耦合双声子共振的应变补偿量子级联材料作 专利布局（GaN基增强型HEMT器件的制备方法，201610693110.X；基于复合势垒层结构的III族氮化物增强型HEMT及制作 为有源区，在降低波导结构整体反射率的同时，提高了材料的自发辐射效率，成功实现了国际上第一支室温连续工作的中红外 方法，201810031021.8）。未来，将积极寻求与电源转换、无线充电、激光雷达等领域在内的下游应用厂商展开合作，推动 量子级联超辐射宽谱光源芯片，其将成为中红外OCT系统的核心光源。在此项研究成果的基础上，又成功制备出一系列可以室 硅基GaN电力电子器件的应用。 温连续工作具有宽光谱、高温度稳定性的中红外量子级联宽谱光源芯片，保证了芯片制备和性能的重复性和可靠性，使得中红 外OCT系统向实际应用又迈进一大步。 06 07 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 硅衬底上基于高Al组分AlInGaN势垒层射频 微波器件 技术领域 电子信息 目标应用领域 （或行业） 5G通信 融合 创新 成果（项目）名称 高亮度准直背光 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 显示技术；照明技术 成果（项目）简介 成果（项目）简介 目前LCD背光是以3M公司BEF技术为代表的增亮膜技术为基础，其光束发散角仅为±30°，本成果中的高亮度准直背光 目前，美国Qorvo和其他多数厂商均采用GaN-on-SiC技术路线制备GaN基射频器件。然而，SiC衬底成本较高，因 是通过楔形板技术，对光源角度进行准直，能够将光束发散角准直到±10°以内，大大提高了背光亮度，具有高亮度，高准 此，研制低成本的硅基GaN射频器件成为迫切需求。另一方面，为提升器件频率特性，通常采用超薄、高Al组分AlGaN势 直，高效率的特点，将极大提高液晶显示技术的竞争力。同时高准直度的背光源对于QLCD技术，具有极大的提升作用， 垒层。而高Al组分同时会导致合金组分不均匀、局部应力大、甚至产生微裂纹等问题，从而严重影响器件性能。针对上述问 能够进一步提高QLCD的色彩饱和度，提升其效率。 题，中科院苏州纳米所通过在高Al组分AlGaN势垒层的生长过程中通入TMIn，显著提升Al原子在生长表面的迁移能力，从 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 而改善了组分均匀性，有效减小了局部应力，成功生长出高质量、无裂纹的超薄（~5nm）、高Al组分（~57%）AlInGaN 1.《一种用于液晶显示器的新型背光模组》, US9715141； 势垒层，并与合作方成功研制出硅衬底上基于AlInGaN/GaN异质结的T型栅高频微波器件。 2.《用于液晶显示器光学模块的准直耦合片及光学模块》, 201010233663.X； 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 3.《一种基于LED光源的准直光发生装置》, 201511023175.5； 中科院苏州纳米所成功研制出硅衬底上基于AlInGaN/GaN异质结的T型栅高频微波器件，输出电流为1.25 A/mm，跨 4.《导光装置、背光模组以及液晶显示器》, 201710324724.5。 导为420 mS/mm。器件频率特性方面，电流增益截止频率fT达到145 GHz，功率增益截至频率fmax达到215GHz，为已报道 硅基GaN射频微波器件的国际先进水平，且相关核心技术已进行专利申请保护（一种用于制备GaN基高频微波器件的方 法，201810140968.2）。未来，将与相关产业合作伙伴展开实质性合作，推进硅基GaN高频微波器件在5G通信技术方面 的应用。 GaN-on-Si RF器件结构及输出特性 08 GaN-on-Si RF频率特性图 GaN-on-Si RF频率特性Bench Mark 09 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 硅衬底上基于高Al组分AlInGaN势垒层射频 微波器件 技术领域 电子信息 目标应用领域 （或行业） 5G通信 融合 创新 成果（项目）名称 高亮度准直背光 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 显示技术；照明技术 成果（项目）简介 成果（项目）简介 目前LCD背光是以3M公司BEF技术为代表的增亮膜技术为基础，其光束发散角仅为±30°，本成果中的高亮度准直背光 目前，美国Qorvo和其他多数厂商均采用GaN-on-SiC技术路线制备GaN基射频器件。然而，SiC衬底成本较高，因 是通过楔形板技术，对光源角度进行准直，能够将光束发散角准直到±10°以内，大大提高了背光亮度，具有高亮度，高准 此，研制低成本的硅基GaN射频器件成为迫切需求。另一方面，为提升器件频率特性，通常采用超薄、高Al组分AlGaN势 直，高效率的特点，将极大提高液晶显示技术的竞争力。同时高准直度的背光源对于QLCD技术，具有极大的提升作用， 垒层。而高Al组分同时会导致合金组分不均匀、局部应力大、甚至产生微裂纹等问题，从而严重影响器件性能。针对上述问 能够进一步提高QLCD的色彩饱和度，提升其效率。 题，中科院苏州纳米所通过在高Al组分AlGaN势垒层的生长过程中通入TMIn，显著提升Al原子在生长表面的迁移能力，从 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 而改善了组分均匀性，有效减小了局部应力，成功生长出高质量、无裂纹的超薄（~5nm）、高Al组分（~57%）AlInGaN 1.《一种用于液晶显示器的新型背光模组》, US9715141； 势垒层，并与合作方成功研制出硅衬底上基于AlInGaN/GaN异质结的T型栅高频微波器件。 2.《用于液晶显示器光学模块的准直耦合片及光学模块》, 201010233663.X； 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 3.《一种基于LED光源的准直光发生装置》, 201511023175.5； 中科院苏州纳米所成功研制出硅衬底上基于AlInGaN/GaN异质结的T型栅高频微波器件，输出电流为1.25 A/mm，跨 4.《导光装置、背光模组以及液晶显示器》, 201710324724.5。 导为420 mS/mm。器件频率特性方面，电流增益截止频率fT达到145 GHz，功率增益截至频率fmax达到215GHz，为已报道 硅基GaN射频微波器件的国际先进水平，且相关核心技术已进行专利申请保护（一种用于制备GaN基高频微波器件的方 法，201810140968.2）。未来，将与相关产业合作伙伴展开实质性合作，推进硅基GaN高频微波器件在5G通信技术方面 的应用。 GaN-on-Si RF器件结构及输出特性 08 GaN-on-Si RF频率特性图 GaN-on-Si RF频率特性Bench Mark 09 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 智能三维成像与感知芯片技术的研发及产业化 技术领域 目标应用领域 （或行业） 半导体拉曼增强（SERS）检测技术 电子信息 成果（项目）简介 新一代信息技术-人工智能 创新 成果（项目）名称 技术领域 电子信息 融合 目标应用领域 （或行业） 痕量检测 本课题组开发出了多种半导体SERS基底材料和芯片。相较于目前广泛使用 成果（项目）简介 的贵金属SERS基底，半导体材料具有易调控、种类多样、性质稳定、不破坏探 本项目目标切入由5G带来的100万/km2的智能数字连接点，以及由此引爆的3D智能成像终端的新蓝海，目前国内3D重建 和智能识别的中国芯片企业为0。 MEMS微镜芯片基于中科院纳米所获得中科院“重大突破”专项的“优秀”技术，实现芯片级别的激光光路调制。低功耗 专用3D-AI芯片，实现对于MEMS 微镜的空间感知信息的智能识别和实时处理。微镜芯片相当于芯片级别的“眼睛”，3D-AI 芯片相当于专用于微镜芯片的“大脑”。 测分子的优势。现有基底可对多种探针分子（染料、双酚A、苯甲醛、金属离子 等）实现检测，在分析检测领域具有重要意义。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 电致变色钨青铜SERS芯片 1. 技术国际领先，多篇研究论文发表于高影响因子学术期刊； 2019年底，基于这两颗核心芯片的高精度近距离3D智能相机模组开始销售，测距100米的固态激光雷达模组样机推出展示。 2. 拥有多项自主知识产权。 本项目居于3D 感知产品的上游，可以赋能众多行业，同时基于半导体制造和全新的AI 架构，具有较高技术壁垒。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 氧化钨基底材料 硫化钼基底材料 成果（项目）名称 1.技术指标在国内外或行业内的先进性。 a.目前国内3D重建和智能识别的芯片企业为0。 b.与国际企业英特尔相比，MEMS 微镜芯片在来源上更自主可控；在价格上因结构简单，无DOE而成本降低50%；耗能效 率高；单晶硅可连续千亿次震动可靠性强；同时可以对投射图像进行编程，灵活性高。 技术领域 2.成果（项目）所获各级项目支持。 a.微镜芯片基于中科院纳米所获得中科院“重大突破”专项“优秀”。 b.项目作为苏州工业园区重大新型研发机构，获得三年累计5000万支持。 3.已获得产业龙头企业或产业内大范围的关注、认可或合作。 自适应印刷制备微米尺度电路 AI感知智能处理器芯片原理框图 电子信息 成果（项目）简介 目标应用领域 （或行业） 分辨率在1-50微米的电子制造行业 随着电子产品应用范围的不断扩大，电子行业在1-50微米的分辨率范围内存在着日益 4.团队优势：领军团队全部为从美国，新加坡归国的芯片技术专家，荣获国家级重大人才计划专家，江苏省“双创人才” 增长的需求，而以往的黄光制程、激光蚀刻等工艺成本偏高，产能也逐渐不足。本项目通过 “333”等高层次人才荣誉。核心业务团队来自具有世界百强企业，和个人创业经验的高管。 独特的“自适应”技术，使印刷法制造电子产品的分辨率提高到1-50微米的范围，从而实 5.国内外知识产权布局情况等： 现了制造工艺的简化和成本的降低。该技术可以单独用于电子产品的制造，也可以作为生产 授权号/申请号：CN201710152466.7 专利名称：光学系统及其光学装置 流程中的一个环节。 授权号/申请号：201810831509.9 专利名称：一种二维矢量扫描微镜 授权号/申请号：CN201610349672.2 专利名称：视频图像拼接装置及其拼接方法 基于MEMS微镜TOF技术的激光雷达原理 印刷制备的走线（10μm宽）及其 pad（20μm宽）图形局部 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 印刷法制造电子产品具有工艺简单、成本低、排放少等特点，但通常只能制造大于50微米 尺寸的电路。本项目所开发的“自适应”技术则将制造电子产品的分辨率提高到1-50微米的范 围，从而填补了目前该尺度下低成本制造产能的空白，具有独特的优势。 MEMS微镜芯片 10 MEMS微镜芯片原理 3D结构光相机 固态激光雷达 3D环绕相机 印刷制备的线条图形局部（L/S=10/20μm） 11 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 智能三维成像与感知芯片技术的研发及产业化 技术领域 目标应用领域 （或行业） 半导体拉曼增强（SERS）检测技术 电子信息 成果（项目）简介 新一代信息技术-人工智能 创新 成果（项目）名称 技术领域 电子信息 融合 目标应用领域 （或行业） 痕量检测 本课题组开发出了多种半导体SERS基底材料和芯片。相较于目前广泛使用 成果（项目）简介 的贵金属SERS基底，半导体材料具有易调控、种类多样、性质稳定、不破坏探 本项目目标切入由5G带来的100万/km2的智能数字连接点，以及由此引爆的3D智能成像终端的新蓝海，目前国内3D重建 和智能识别的中国芯片企业为0。 MEMS微镜芯片基于中科院纳米所获得中科院“重大突破”专项的“优秀”技术，实现芯片级别的激光光路调制。低功耗 专用3D-AI芯片，实现对于MEMS 微镜的空间感知信息的智能识别和实时处理。微镜芯片相当于芯片级别的“眼睛”，3D-AI 芯片相当于专用于微镜芯片的“大脑”。 测分子的优势。现有基底可对多种探针分子（染料、双酚A、苯甲醛、金属离子 等）实现检测，在分析检测领域具有重要意义。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 电致变色钨青铜SERS芯片 1. 技术国际领先，多篇研究论文发表于高影响因子学术期刊； 2019年底，基于这两颗核心芯片的高精度近距离3D智能相机模组开始销售，测距100米的固态激光雷达模组样机推出展示。 2. 拥有多项自主知识产权。 本项目居于3D 感知产品的上游，可以赋能众多行业，同时基于半导体制造和全新的AI 架构，具有较高技术壁垒。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 氧化钨基底材料 硫化钼基底材料 成果（项目）名称 1.技术指标在国内外或行业内的先进性。 a.目前国内3D重建和智能识别的芯片企业为0。 b.与国际企业英特尔相比，MEMS 微镜芯片在来源上更自主可控；在价格上因结构简单，无DOE而成本降低50%；耗能效 率高；单晶硅可连续千亿次震动可靠性强；同时可以对投射图像进行编程，灵活性高。 技术领域 2.成果（项目）所获各级项目支持。 a.微镜芯片基于中科院纳米所获得中科院“重大突破”专项“优秀”。 b.项目作为苏州工业园区重大新型研发机构，获得三年累计5000万支持。 3.已获得产业龙头企业或产业内大范围的关注、认可或合作。 自适应印刷制备微米尺度电路 AI感知智能处理器芯片原理框图 电子信息 成果（项目）简介 目标应用领域 （或行业） 分辨率在1-50微米的电子制造行业 随着电子产品应用范围的不断扩大，电子行业在1-50微米的分辨率范围内存在着日益 4.团队优势：领军团队全部为从美国，新加坡归国的芯片技术专家，荣获国家级重大人才计划专家，江苏省“双创人才” 增长的需求，而以往的黄光制程、激光蚀刻等工艺成本偏高，产能也逐渐不足。本项目通过 “333”等高层次人才荣誉。核心业务团队来自具有世界百强企业，和个人创业经验的高管。 独特的“自适应”技术，使印刷法制造电子产品的分辨率提高到1-50微米的范围，从而实 5.国内外知识产权布局情况等： 现了制造工艺的简化和成本的降低。该技术可以单独用于电子产品的制造，也可以作为生产 授权号/申请号：CN201710152466.7 专利名称：光学系统及其光学装置 流程中的一个环节。 授权号/申请号：201810831509.9 专利名称：一种二维矢量扫描微镜 授权号/申请号：CN201610349672.2 专利名称：视频图像拼接装置及其拼接方法 基于MEMS微镜TOF技术的激光雷达原理 印刷制备的走线（10μm宽）及其 pad（20μm宽）图形局部 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 印刷法制造电子产品具有工艺简单、成本低、排放少等特点，但通常只能制造大于50微米 尺寸的电路。本项目所开发的“自适应”技术则将制造电子产品的分辨率提高到1-50微米的范 围，从而填补了目前该尺度下低成本制造产能的空白，具有独特的优势。 MEMS微镜芯片 10 MEMS微镜芯片原理 3D结构光相机 固态激光雷达 3D环绕相机 印刷制备的线条图形局部（L/S=10/20μm） 11 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 MEMS气体传感器 柔性阵列式压力传感器 技术领域 电子信息、装备制造 目标应用领域 （或行业） 创新 成果（项目）名称 成果（项目）名称 技术领域 融合 目标应用领域 （或行业） 体征监测、触觉传感、人机交互等领域。 成果（项目）简介 电子信息 物联网，空气质量检测，安全检测等 成果（项目）简介 1.压力传感器采用自主研发的压敏介电薄膜材料作为介电层，具有高柔性和低损耗的特点，结合相应的屏蔽电路设 计，实现了高信噪比和高灵敏度的多点压力检测，具有极高的检测精度和优异的线性度。 MEMS 微热板技术的微型金属氧化物半导体气体传感器，用于检测空气中有毒有害和易燃易爆的 气体。传感器的结合MEMS硅衬底技术、薄膜技术、纳米复合敏感材料技术、厚膜技术、陶瓷封装技 2.解决了电容式压力传感器在小尺寸范围应用时的串扰问题，通过研发的核心材料能显著提升传感器的灵敏度，使得 术，当传感器处于有毒有害或易燃易爆的气氛环境中，传感器的电导率随空气中被检测气体的浓度而 发生改变。该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高。其使用简单的电路即可将电导率的变化转换 传感器串扰的影响远小于信号输出值。 3.可以根据应用需求加工定制不同需求的阵列化压力传感器，能够实现48点/cm-2的阵列化密度，同时保持传感器高灵 为与该气体浓度相对应的输出信号。 该技术目前已进入批量生产阶段，技术成熟度高，产品性能稳定性好，在环境监测、安全监控、 敏度和低的串扰影响。 汽车电子、物联网领域有很好的应用前景。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 1.低功耗，采用微纳加工技术生产的微热板加热区尺寸0.3*0.3mm 2，绝热膜厚5微米，极大地减少了热功耗。这也是 MEMS硅基微热板区别于传统陶瓷加热板的巨大优势，现产品常规功耗35mw，经过电路处理可以达到10mw。 2.纳米敏感复合材料，基于半导体金属氧化物气体传感器特性和应用需求，筛选确立相应的敏感材料体系，采用先进 柔性压力传感器实物图 电容的相对变化随着外加压强变化的关系 24点单电极波形 阵列电极三维图像 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 1.成果特性参数： ● 柔性点阵（大面积） ● 检测范围：0-1MPa ● 高灵敏度：10kPa-1 ● 响应时间：<10ms ● 单元差异：<5% ● 耐用性：>5万次 ● 线性度：（见图2） 2.成熟度： 本团队研发的传感器已在高校院所和相关企业进行了实际应用，如：心率监测、中医手环、三维脉诊等，并获得的高 度认可和广泛关注。 3.知识产权布局： 围绕传感器的制备方法和器件结构，已申请中国发明专利5项。 12 的水热合成制备方法获取纳米级球状并具有特殊结构的主体气敏材料，通过严格控制烧结温度、烧结时间等，实现“表面 控制型”气敏材料的结构成型，主要是SnO2、WO 3、In2O 3等纳米材料粉体。 3.为更好发挥微热板芯片的低功耗、体积小、易集成等特性，采用内部引脚与焊盘之间的导电路径短、自感系数以及 封装体内布线电阻低等特点的QFN封装类型，具有优良的电性能；通过模拟仿真计算、设计具有优异热力学性能的陶瓷管 壳，可满足MEMS传感器对尺寸、功耗和集成度的要求，实现从引脚插入式封装到表面贴片封装，跨越到封装面积减到最 小的芯片级封装。 4.该技术成果获得了包括国家自然基金、江苏省产学研、江苏省杰出青年基金、中科院先导专项等项目支持。 5.团队负责人，在国际学术期刊上已发表论文80余篇，近五年被他引3000余次，学术成果多次被Elsevier、Materials Today 、 Materials Views、Nanowerk、Phys.Org、Printed Electronics World等知名学术网站作为亮点工作评 述。作为对前沿技术创新开发，团队非常重视对自主知识产权的投入、保护及运营管理，在长期的研究开发过程中对相关 的核心技术进行了高价值专利布局。团队负责人获得2016年中国仪器仪表学会青年科技人才奖、2017年江苏省杰出青年 科学基金、2018年中国微米纳米技术学会Navitar微纳技术创新奖等荣誉。 13 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 MEMS气体传感器 柔性阵列式压力传感器 技术领域 电子信息、装备制造 目标应用领域 （或行业） 创新 成果（项目）名称 成果（项目）名称 技术领域 融合 目标应用领域 （或行业） 体征监测、触觉传感、人机交互等领域。 成果（项目）简介 电子信息 物联网，空气质量检测，安全检测等 成果（项目）简介 1.压力传感器采用自主研发的压敏介电薄膜材料作为介电层，具有高柔性和低损耗的特点，结合相应的屏蔽电路设 计，实现了高信噪比和高灵敏度的多点压力检测，具有极高的检测精度和优异的线性度。 MEMS 微热板技术的微型金属氧化物半导体气体传感器，用于检测空气中有毒有害和易燃易爆的 气体。传感器的结合MEMS硅衬底技术、薄膜技术、纳米复合敏感材料技术、厚膜技术、陶瓷封装技 2.解决了电容式压力传感器在小尺寸范围应用时的串扰问题，通过研发的核心材料能显著提升传感器的灵敏度，使得 术，当传感器处于有毒有害或易燃易爆的气氛环境中，传感器的电导率随空气中被检测气体的浓度而 发生改变。该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高。其使用简单的电路即可将电导率的变化转换 传感器串扰的影响远小于信号输出值。 3.可以根据应用需求加工定制不同需求的阵列化压力传感器，能够实现48点/cm-2的阵列化密度，同时保持传感器高灵 为与该气体浓度相对应的输出信号。 该技术目前已进入批量生产阶段，技术成熟度高，产品性能稳定性好，在环境监测、安全监控、 敏度和低的串扰影响。 汽车电子、物联网领域有很好的应用前景。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 1.低功耗，采用微纳加工技术生产的微热板加热区尺寸0.3*0.3mm 2，绝热膜厚5微米，极大地减少了热功耗。这也是 MEMS硅基微热板区别于传统陶瓷加热板的巨大优势，现产品常规功耗35mw，经过电路处理可以达到10mw。 2.纳米敏感复合材料，基于半导体金属氧化物气体传感器特性和应用需求，筛选确立相应的敏感材料体系，采用先进 柔性压力传感器实物图 电容的相对变化随着外加压强变化的关系 24点单电极波形 阵列电极三维图像 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 1.成果特性参数： ● 柔性点阵（大面积） ● 检测范围：0-1MPa ● 高灵敏度：10kPa-1 ● 响应时间：<10ms ● 单元差异：<5% ● 耐用性：>5万次 ● 线性度：（见图2） 2.成熟度： 本团队研发的传感器已在高校院所和相关企业进行了实际应用，如：心率监测、中医手环、三维脉诊等，并获得的高 度认可和广泛关注。 3.知识产权布局： 围绕传感器的制备方法和器件结构，已申请中国发明专利5项。 12 的水热合成制备方法获取纳米级球状并具有特殊结构的主体气敏材料，通过严格控制烧结温度、烧结时间等，实现“表面 控制型”气敏材料的结构成型，主要是SnO2、WO 3、In2O 3等纳米材料粉体。 3.为更好发挥微热板芯片的低功耗、体积小、易集成等特性，采用内部引脚与焊盘之间的导电路径短、自感系数以及 封装体内布线电阻低等特点的QFN封装类型，具有优良的电性能；通过模拟仿真计算、设计具有优异热力学性能的陶瓷管 壳，可满足MEMS传感器对尺寸、功耗和集成度的要求，实现从引脚插入式封装到表面贴片封装，跨越到封装面积减到最 小的芯片级封装。 4.该技术成果获得了包括国家自然基金、江苏省产学研、江苏省杰出青年基金、中科院先导专项等项目支持。 5.团队负责人，在国际学术期刊上已发表论文80余篇，近五年被他引3000余次，学术成果多次被Elsevier、Materials Today 、 Materials Views、Nanowerk、Phys.Org、Printed Electronics World等知名学术网站作为亮点工作评 述。作为对前沿技术创新开发，团队非常重视对自主知识产权的投入、保护及运营管理，在长期的研究开发过程中对相关 的核心技术进行了高价值专利布局。团队负责人获得2016年中国仪器仪表学会青年科技人才奖、2017年江苏省杰出青年 科学基金、2018年中国微米纳米技术学会Navitar微纳技术创新奖等荣誉。 13 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 可穿戴汗液传感器 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 智能可穿戴设备、非侵入体液监测、运动健康管理智能设备，可监测汗液中电解质离子、 代谢小分子等分子标记物，协助评估人体水盐代谢水平、疲劳状态以及汗液葡萄糖水平 等人体健康状况。 成果（项目）简介 穿戴式汗液传感器可在人体皮肤表面对分子水平标记物进行非侵入实时连续地监测，是目前可穿戴电子设备在运动健 康管理和疾病诊断监护领域应用的重要研究内容。穿戴式汗液传感器的核心技术是柔性、微型化的高性能电化学传感器。 融合 创新 成果（项目）名称 物联网时代的柔性纳米智能感知传感器技术 及应用 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 物联网、智能穿戴、消费电子、智能家居、医疗监护电子、汽车电子、智慧养老 成果（项目）简介 随着柔性电子学的蓬勃发展，柔性智能传感技术已逐渐发展成为一项令人瞩目的高新智能感知技术，已逐渐成为当前 本项目开发了几种微型化、柔性可延展的全固态离子电极和全固态参比电极等传感器，具有制备简单、电化学性能稳定等 重要的前沿研究领域之一，在物联网、智能穿戴、医疗健康、消费电子、智能家居、汽车电子等产业领域已表现出了极大 优势。传感器集成于可穿戴汗液“导汗带“及织物设备中，可对人体运动过程中电解质离子进行实时连续地分析监测，对 的应用潜力和市场。 运动过程中脱水等生理健康状况具有重要的预警和指导价值。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 1．微型化电极芯片：具有大比表面积且可调控的三维纳米结构离子／电子传导阵列电极，电位响应灵敏度（56.58 ± 1.02 mV/decade）、响应时间（<10 s）和线性范围（10-6～10-1 mol/L），电位漂移（0.22 mV/h）及长期稳定性（3个月）。 2．汗液采集、转运和排出结构的可穿戴“导汗带”汗液传感设备，用于微型化传感器芯片的集成封装，可舒适便捷地 佩戴与人体额头区域。 本成果专注于柔性纳米智能感知传感器技术的开发及其产品的产业化和提供专业的应用解决方案。在纳米功能材料的 可控合成、墨水化和多元材料的复合技术，柔性单点与阵列传感器结构设计与制备工艺，柔性封装技术，海量信号检出电 路设计，大面积、低成本、高密度阵列式柔性传感器工程化与批量化生产等多项关键技术上取得了一些创新性的成果，解 决了大区域界面（尤其是非平界面）接触力信息获取的关键技术问题。这些技术是本成果开发基于柔性材料与柔性制造技 术的新型传感器与多传感器集成应用的基础，将助力本成果获取拥有自主知识产权的新一代柔性传感芯片，以打破国外企 业的垄断，拓展传统硅基电子产品的应用领域，开创硅基电子技术无法取代的新兴市场。借物联网和大数据发展之势，开 拓其在物联网、智能穿戴、消费电子、智能家居、医疗监护电子、汽车电子、智慧养老等产业产品中的传感新应用。 3．柔性可延展纤维状离子选择性电极/参比电极：拉伸范围（0～200%）内电化学传感性能几乎保持不变；可直接纺 织嵌入在织物里，方便于开发透气性好舒适性高的可穿戴汗液监测设备。 4．该技术成果已申请了系列发明专利，包括PCT国际专利。 5．团队负责人在国际学术期刊上已发表论文80余篇，近五年被他引3000余次，学术成果多次被Elsevier、Materials Today 、 Materials Views、Nanowerk、Phys.Org、Printed Electronics World等知名学术网站作为亮点工作评述。 作为对前沿技术创新开发，团队非常重视对自主知识产权的投入、保护及运营管理，在长期的研究开发过程中对相关的核 心技术进行了高价值专利布局。团队负责人获得2016年中国仪器仪表学会青年科技人才奖、2017年江苏省杰出青年科学 基金、2018年中国微米纳米技术学会Navitar微纳技术创新奖等荣誉。 成果（项目）1 智能睡眠监测传感器 智能睡眠监测传感器及睡眠监测系统首次采用独立的柔性压力传感器阵列解 决方案，将床垫从头到尾分解成数段，用柔性压力传感器同时检测不同区段的压 力值，既有效匹配了床垫压力分布测试的实际需求，又大幅降低了智能应用方案 的复杂性及成本。 14 15 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 可穿戴汗液传感器 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 智能可穿戴设备、非侵入体液监测、运动健康管理智能设备，可监测汗液中电解质离子、 代谢小分子等分子标记物，协助评估人体水盐代谢水平、疲劳状态以及汗液葡萄糖水平 等人体健康状况。 成果（项目）简介 穿戴式汗液传感器可在人体皮肤表面对分子水平标记物进行非侵入实时连续地监测，是目前可穿戴电子设备在运动健 康管理和疾病诊断监护领域应用的重要研究内容。穿戴式汗液传感器的核心技术是柔性、微型化的高性能电化学传感器。 融合 创新 成果（项目）名称 物联网时代的柔性纳米智能感知传感器技术 及应用 技术领域 目标应用领域 （或行业） 电子信息 物联网、智能穿戴、消费电子、智能家居、医疗监护电子、汽车电子、智慧养老 成果（项目）简介 随着柔性电子学的蓬勃发展，柔性智能传感技术已逐渐发展成为一项令人瞩目的高新智能感知技术，已逐渐成为当前 本项目开发了几种微型化、柔性可延展的全固态离子电极和全固态参比电极等传感器，具有制备简单、电化学性能稳定等 重要的前沿研究领域之一，在物联网、智能穿戴、医疗健康、消费电子、智能家居、汽车电子等产业领域已表现出了极大 优势。传感器集成于可穿戴汗液“导汗带“及织物设备中，可对人体运动过程中电解质离子进行实时连续地分析监测，对 的应用潜力和市场。 运动过程中脱水等生理健康状况具有重要的预警和指导价值。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 1．微型化电极芯片：具有大比表面积且可调控的三维纳米结构离子／电子传导阵列电极，电位响应灵敏度（56.58 ± 1.02 mV/decade）、响应时间（<10 s）和线性范围（10-6～10-1 mol/L），电位漂移（0.22 mV/h）及长期稳定性（3个月）。 2．汗液采集、转运和排出结构的可穿戴“导汗带”汗液传感设备，用于微型化传感器芯片的集成封装，可舒适便捷地 佩戴与人体额头区域。 本成果专注于柔性纳米智能感知传感器技术的开发及其产品的产业化和提供专业的应用解决方案。在纳米功能材料的 可控合成、墨水化和多元材料的复合技术，柔性单点与阵列传感器结构设计与制备工艺，柔性封装技术，海量信号检出电 路设计，大面积、低成本、高密度阵列式柔性传感器工程化与批量化生产等多项关键技术上取得了一些创新性的成果，解 决了大区域界面（尤其是非平界面）接触力信息获取的关键技术问题。这些技术是本成果开发基于柔性材料与柔性制造技 术的新型传感器与多传感器集成应用的基础，将助力本成果获取拥有自主知识产权的新一代柔性传感芯片，以打破国外企 业的垄断，拓展传统硅基电子产品的应用领域，开创硅基电子技术无法取代的新兴市场。借物联网和大数据发展之势，开 拓其在物联网、智能穿戴、消费电子、智能家居、医疗监护电子、汽车电子、智慧养老等产业产品中的传感新应用。 3．柔性可延展纤维状离子选择性电极/参比电极：拉伸范围（0～200%）内电化学传感性能几乎保持不变；可直接纺 织嵌入在织物里，方便于开发透气性好舒适性高的可穿戴汗液监测设备。 4．该技术成果已申请了系列发明专利，包括PCT国际专利。 5．团队负责人在国际学术期刊上已发表论文80余篇，近五年被他引3000余次，学术成果多次被Elsevier、Materials Today 、 Materials Views、Nanowerk、Phys.Org、Printed Electronics World等知名学术网站作为亮点工作评述。 作为对前沿技术创新开发，团队非常重视对自主知识产权的投入、保护及运营管理，在长期的研究开发过程中对相关的核 心技术进行了高价值专利布局。团队负责人获得2016年中国仪器仪表学会青年科技人才奖、2017年江苏省杰出青年科学 基金、2018年中国微米纳米技术学会Navitar微纳技术创新奖等荣誉。 成果（项目）1 智能睡眠监测传感器 智能睡眠监测传感器及睡眠监测系统首次采用独立的柔性压力传感器阵列解 决方案，将床垫从头到尾分解成数段，用柔性压力传感器同时检测不同区段的压 力值，既有效匹配了床垫压力分布测试的实际需求，又大幅降低了智能应用方案 的复杂性及成本。 14 15 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 成果（项目）2 智能枕头传感器 开放 成果（项目）7 融合 创新 在离床智能监测传感器 柔性智能枕头传感器阵列是在柔韧轻薄材料上通过印刷电子技术印刷柔性 在我国逐渐进入老龄化社会后，对病患或者老年人的在离 纳米功能材料使其实现对压力高灵敏度检测的产品，将其集成在枕头中通过检 床监测需求日益增加。现阶段对病患或者老年人的在离床监测 测头部所在位置并配以气囊推动调整头部高度以实现有效改善睡眠的功能。 主要采用侵入式接触检测和非侵入式接触检测，这些检测大多 使用起来很不方便，不便携，体验感不好。本成果的在离床智 成果（项目）3 智能压感鞋/垫及足底压力分布测试分析系统 柔性压力传感器已经被广泛应用在智能压感鞋/垫等智能穿戴产品上，通过 采取大规模矩阵分布式的压力传感器实时感知脚底压力分布状态，并根据生态 医学分析得到大量极具价值的身体健康数据，给医学专家提供诊疗分析工具。 本成果产品可以应用于：足底健康分析、运动健康分析、足型健康分析、智能 鞋垫定制。 成果（项目）4 柔性脉搏传感器及阵列 人体脉象因蕴涵了丰富的健康状况信息而被中医视为生命 的语言，从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和 治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。但现有的脉搏检 测主要存在操作复杂、携带不便、不能穿戴等问题。本成果首 次提出基于纳米材料与柔性仿生传感技术相融合的柔性纳米电子皮肤因具有超薄、高灵敏度、杨氏模量接近人体皮肤等优 点可以实现对人体生理健康信号（如脉搏、心率）的高保真采集，能精确分辨出人体三部脉搏波中的P、T和D等特征峰， 搭配自主研发的MP201脉搏模块将脉搏跳动信号以波形可视化展现，从而实现高精度的脉搏、心率、血压实时监测。 能监测床垫及离床感应系统通过将柔性压力传感器实时采集床 位压力状态信息、呼吸心率生命体征信息融合，能够准确的检 测使用者的体态信息和在离床状态，并将相关信息上传监护指挥中心或智能终端，简易、可靠、轻便、方便移动，可以广 泛应用在养老院、护理院、医院、福利院、宿舍管理等场合。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 柔性智能传感技术已发展成为一项令人瞩目的高新智能感知技术，是本成果开发新型传感器与多传感器集成应用的基 础，将助力本成果获取拥有自主知识产权的新一代柔性传感芯片，以打破国外企业的垄断、填补国内在此技术领域的空 白，拓展传统硅基电子产品的应用领域，开创硅基电子技术无法取代的新兴市场。 该柔性智能压感技术解决了大区域界面（尤其是非平界面）接触力信息获取、传统硬质传感器难以根据人体曲线特征 进行共型设计以及柔性传感器灵敏度差、信号干扰大、批次间性能稳定问题，拥有易于规模化制备、技术指标（如尺寸、 规格、量程等）能根据实际应用调整、器件长期使用稳定性能良好、市场需求前景可观等优点。 团队负责人在国际学术期刊上已发表论文80余篇，近五年被他引3000余次，学术成果多次被Elsevier、Materials Today 、 Materials Views、Nanowerk、Phys.Org、Printed Electronics World等知名学术网站作为亮点工作评述。 作为对前沿技术创新开发，团队非常重视对自主知识产权的投入、保护及运营管理，在长期的研究开发过程中对相关的核 成果（项目）5 智能压感笔 科技引领世界，触摸改变未来。在智能交互领 心技术进行了高价值专利布局，申请了中国专利60余件（授权30余件），PCT国际专利3件（其中2项已在欧美、日韩等 国家获得授权）， 其中4件发明专利实现产业转化，已实现柔性压力传感器的批量销售，市场份额占有率名列前茅。团 域，智能笔将会和鼠标、键盘一样无处不在。采用 队负责人获得2016年中国仪器仪表学会青年科技人才奖、2017年江苏省杰出青年科学基金、2018年中国微米纳米技术学 本成果的智能压感笔不仅支持书写，还可以实现笔 会Navitar微纳技术创新奖等荣誉。 迹压力识别与记忆、智能上传笔迹内容、判断笔迹 真伪，将智能阅卷、总裁隔空授权签字、笔迹智能 存储等这一切应用变为现实。 成果（项目）6 TWS耳机柔性压力传感器 随着TWS技术在蓝牙耳机领域的广泛应用，一种新产品TWS蓝牙耳机应运而生。本成果 的柔性压力传感器凭借其柔韧超薄、高灵敏度、低功耗等优点完美适配TWS蓝牙耳机，使其 完全摒弃有线的烦恼，做到真正的一体化无线结构，无开孔的灵敏感应，更自由的移动，更 舒适可靠的体验。可以单独享用，可以共享，也可以作为两台机器使用。 16 17 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 成果（项目）2 智能枕头传感器 开放 成果（项目）7 融合 创新 在离床智能监测传感器 柔性智能枕头传感器阵列是在柔韧轻薄材料上通过印刷电子技术印刷柔性 在我国逐渐进入老龄化社会后，对病患或者老年人的在离 纳米功能材料使其实现对压力高灵敏度检测的产品，将其集成在枕头中通过检 床监测需求日益增加。现阶段对病患或者老年人的在离床监测 测头部所在位置并配以气囊推动调整头部高度以实现有效改善睡眠的功能。 主要采用侵入式接触检测和非侵入式接触检测，这些检测大多 使用起来很不方便，不便携，体验感不好。本成果的在离床智 成果（项目）3 智能压感鞋/垫及足底压力分布测试分析系统 柔性压力传感器已经被广泛应用在智能压感鞋/垫等智能穿戴产品上，通过 采取大规模矩阵分布式的压力传感器实时感知脚底压力分布状态，并根据生态 医学分析得到大量极具价值的身体健康数据，给医学专家提供诊疗分析工具。 本成果产品可以应用于：足底健康分析、运动健康分析、足型健康分析、智能 鞋垫定制。 成果（项目）4 柔性脉搏传感器及阵列 人体脉象因蕴涵了丰富的健康状况信息而被中医视为生命 的语言，从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和 治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。但现有的脉搏检 测主要存在操作复杂、携带不便、不能穿戴等问题。本成果首 次提出基于纳米材料与柔性仿生传感技术相融合的柔性纳米电子皮肤因具有超薄、高灵敏度、杨氏模量接近人体皮肤等优 点可以实现对人体生理健康信号（如脉搏、心率）的高保真采集，能精确分辨出人体三部脉搏波中的P、T和D等特征峰， 搭配自主研发的MP201脉搏模块将脉搏跳动信号以波形可视化展现，从而实现高精度的脉搏、心率、血压实时监测。 能监测床垫及离床感应系统通过将柔性压力传感器实时采集床 位压力状态信息、呼吸心率生命体征信息融合，能够准确的检 测使用者的体态信息和在离床状态，并将相关信息上传监护指挥中心或智能终端，简易、可靠、轻便、方便移动，可以广 泛应用在养老院、护理院、医院、福利院、宿舍管理等场合。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 柔性智能传感技术已发展成为一项令人瞩目的高新智能感知技术，是本成果开发新型传感器与多传感器集成应用的基 础，将助力本成果获取拥有自主知识产权的新一代柔性传感芯片，以打破国外企业的垄断、填补国内在此技术领域的空 白，拓展传统硅基电子产品的应用领域，开创硅基电子技术无法取代的新兴市场。 该柔性智能压感技术解决了大区域界面（尤其是非平界面）接触力信息获取、传统硬质传感器难以根据人体曲线特征 进行共型设计以及柔性传感器灵敏度差、信号干扰大、批次间性能稳定问题，拥有易于规模化制备、技术指标（如尺寸、 规格、量程等）能根据实际应用调整、器件长期使用稳定性能良好、市场需求前景可观等优点。 团队负责人在国际学术期刊上已发表论文80余篇，近五年被他引3000余次，学术成果多次被Elsevier、Materials Today 、 Materials Views、Nanowerk、Phys.Org、Printed Electronics World等知名学术网站作为亮点工作评述。 作为对前沿技术创新开发，团队非常重视对自主知识产权的投入、保护及运营管理，在长期的研究开发过程中对相关的核 成果（项目）5 智能压感笔 科技引领世界，触摸改变未来。在智能交互领 心技术进行了高价值专利布局，申请了中国专利60余件（授权30余件），PCT国际专利3件（其中2项已在欧美、日韩等 国家获得授权）， 其中4件发明专利实现产业转化，已实现柔性压力传感器的批量销售，市场份额占有率名列前茅。团 域，智能笔将会和鼠标、键盘一样无处不在。采用 队负责人获得2016年中国仪器仪表学会青年科技人才奖、2017年江苏省杰出青年科学基金、2018年中国微米纳米技术学 本成果的智能压感笔不仅支持书写，还可以实现笔 会Navitar微纳技术创新奖等荣誉。 迹压力识别与记忆、智能上传笔迹内容、判断笔迹 真伪，将智能阅卷、总裁隔空授权签字、笔迹智能 存储等这一切应用变为现实。 成果（项目）6 TWS耳机柔性压力传感器 随着TWS技术在蓝牙耳机领域的广泛应用，一种新产品TWS蓝牙耳机应运而生。本成果 的柔性压力传感器凭借其柔韧超薄、高灵敏度、低功耗等优点完美适配TWS蓝牙耳机，使其 完全摒弃有线的烦恼，做到真正的一体化无线结构，无开孔的灵敏感应，更自由的移动，更 舒适可靠的体验。可以单独享用，可以共享，也可以作为两台机器使用。 16 17 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 开放 成果（项目）名称 GaN蓝、绿光激光器 技术领域 电子信息 目标应用领域 （或行业） 创新 成果（项目）名称 超窄线宽半导体激光器件 技术领域 融合 电子信息 目标应用领域 （或行业） 光纤，空间相干通讯、光纤传感、激光雷达 激光显示，材料加工，激光照明，水下探测成像与通信 成果（项目）简介 成果（项目）简介 超窄线宽激光光源是光纤，空间相干通讯、光纤传感、激光雷达等多种应用领域的核心光源。目前市场上小体积半导 体窄线宽激光产品主要由美国RIO、OEWAVES、以及欧洲的Toptica生产。本研究项目采用了小型高品质FP光腔，可实现 多种波长的小型外腔超窄线宽半导体激光，洛仑兹线宽和频率稳定度优于国外竞品，填补中国在小型超窄线宽半导体激光 GaN蓝、绿光半导体激光器是采用半导体微纳加工技术制备的芯片化的激光器，与固体蓝、绿光激光器比较具有体积 小、成本低、易集成等优势，适合激光显示、激光照明等消费品和金属铜和金等材料加工设备。该成果包括GaN蓝、绿光半 导体激光器的外延和芯片制备技术，单管蓝光芯片封装后连续波光功率大于3瓦，采用合束技术，激光模组功率可达几十至几 百瓦。 产业化领域的空白，可以满足未来中国高新技术应用以及前沿科研实验需求。 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 成果（项目）创新性/主要优势/知识产权布局 该项目得到国家重点研发计划和中科院先导项目支持，曾获中科院优秀重大突破项目， 项目技术指标国内领先，是国内唯一研制出半导体绿光激光器的单位。具有自主知识产权， 采用高品质中空FP光腔，有效克服固体光腔热吸收，非线性效应造成 申请发明专利30余项，已授权15项。 的频率不稳定，可实现比国外竞品更窄的线宽。同时采用了mm级微型光 成果（项目）名称 腔，可实现线宽KHz及以下的各种波长的超窄线宽单频或可调谐半导体激 光电器件失效机制的在线诊断技术 光，结构简单，轻便，成本较低。 已提交发明专利一篇，准备申请PCT国际专利。 技术领域 电子信息 成果（项目）简介 目标应用领域 （或行业） 光伏电池、发光二极管、光电探测器等各类光电转换器件 光电器件的寿命是决定其市场前景的关键因素之一，由于缺乏兼具高精准 窄线宽激光样机