本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 基于新材料、新架构的硅基高密度集成信息功能器件的自主发展是国家重大战略需求。本项目围绕新型低维半导体材料的大规模可控制备、物性调控及其电子、光电器件展开系统研究，主要技术创新点有： 一、二维半导体材料及其异质结构的大规模可控制备。本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。在晶圆级二维半导体材料的基础上构建出大规模的二维异质结构，得到了具有高可靠性和稳定性的集成器件。相关成果发表在Science Advances、Advanced Materials等国际知名刊物上，共计40余篇，授权专利16项；与中国电子科技集团公司第十三研究所等合作，成功实现了非层状GaN在大失配硅基衬底上的高质量外延，为第三代半导体的硅基集成提供了新的技术路线。 二、基于低维半导体材料的高灵敏光电器件。本项目通过发展高质量硫族半导体的外延生长新工艺，系统研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余种二维半导体材料的光电性质，极大地拓展了传统的半导体光电材料体系；首次提出一种桥接的异质结构筑方式，大大降低了范德华间隙引入的光生载流子注入势垒，获得了高性能二维异质结光电器件；发展了纳米线场效应晶体管器件表面修饰方法，调节晶体管特性为强增强型，利用这种设计，实现了“锁钥”式高选择性、高灵敏度气体检测器件。本项目实现了从深紫外区到中远红外区的宽波段高灵敏度检测，相关成果发表在Science Advances、ACS Nano等国际知名刊物上，共计30余篇，授权专利6项。 三、后摩尔时代新型低维电子信息器件。本项目基于低维半导体材料及其异质结构的物性调控，首次提出了二维半导体材料中的“增强陷阱效应”物理模型，实现了高性能的亚带隙红外探测器和非易失性光电存储器；利用双极性沟道中横向载流子分布的特定电场依赖性，在二维黑磷晶体管中实现了室温负微分电阻特性；通过构筑亚5 nm沟道二维铁电负电容晶体管，使得亚阈值摆幅突破玻尔兹曼物理极限，有效降低了器件能耗；创新性的提出多层二维范德华非对称异质结构，实现了器件高性能与多功能的集成，器件性能为当时最高指标；发展了新型存算一体架构电子器件技术，首次演示了兼具信息存储和处理能力的二维单极性忆阻器，有望突破当前算力瓶颈，提供集成电路发展的新途径。相关成果发表在Nature Electronics、Nature Communications等国际知名刊物上，共计60余篇，授权专利7项。

在汽车产品面临“电动化， 智能化， 网联化” 发展的产业升级换代浪潮中， 团队研究人员积极联系相关企业开展产学研合作研究。在与中国重汽栠团成都王牌商用车

对秸秆还田实际生产问题，在研究理论上，明确了秸秆还田对大田作物的化感作用不影响作物出苗和幼苗生长，秸秆还田导致作物出苗差的原因是由于整地质量差、秸秆覆盖不均匀导致种子与土壤接触不紧密造成；揭示了不同轮作体系及还田方式的作物秸秆腐解及养分释放规律，为秸秆直接还田利用、秸秆还田条件下调整施肥技术和减量施肥提供了理论基础；阐明了长期秸秆还田通过改善土壤有机质组分和团聚体结构进而提升土壤保肥能力与优化供肥能力的机制。在关键技术上，提出了秸秆还田条件下大田作物单季生产的氮肥“后肥前移”运筹方式；制定了不同地力的秸秆还田钾肥替代标准；确定了长期秸秆还田条件下周年轮作生产的化肥减施比例。在技术集成与应用上，集成了以氮肥后肥前移、钾肥减量施用、周年化肥减施、种肥协同管理、秸秆机械化还田和秸秆促腐技术等为核心的秸秆还田综合技术；建立了适合于长江中游集约化高强度种植的稻-油、稻-麦、稻-稻-油、棉-油等不同轮作体系秸秆还田综合模式8套。 年来在湖北省共计推广1.1987亿亩，技术应用增产5.6%以上，每亩周年节省氮肥1.9公斤、磷肥0.8公斤、钾肥2.6公斤，肥料利用率提高5.3%-14.3%。 成果完成时间：2017年4月

技术成熟度 1)通过中和剂评选技术优选得到的中和剂复配配方，与炼厂中现行的配方 比较后发现，新配方可以获得综合性能更为优越的中和剂。 2)依据离子平衡模型技术开发的软件，针对装置污水罐 pH 的计算与实际值 误差大部分在 3%以下，最大误差不超过 10%. 3)由预测模型中获得的铵盐结晶趋势预估情况，与实际生产中塔顶的实际 腐蚀情况基本吻合。

研究了二维二聚化量子自旋系统，通过理论分析和高精度的量子蒙特卡洛方法，发现在交错状二聚化量子海森堡模型中，相变临界指数具有新奇的非单调尺寸标度行为。他们通过在有限尺寸标度理论中引入两个驱动场，同时进行大尺寸的计算分析，成功地解释了非单调的量子蒙特卡洛结果，从根源上指出二维二聚化量子自旋系统的相变仍然属于O（3）普适类，适用于量子-经典对应理论。他们的研究表明，在量子相变中可能存在多个驱动场导致的新奇标度行为，需要采用正确的标度理论才会得到正确的结果。在论文中，他们还创造性地提出多参数联动-高阶拟合方法，能极大地提高数据准确度，可以用在不同体系的数据分析中。

   本项目是针对研制列车网络设备提出的，主要包括电源模块、CPU控制主板、WTB通讯板以及MVB通讯板卡，通过消化吸收从德国引进的TCN技术，研制WTB网络研究平台，为研究人员提供良好的实验及二次开发环境，为后续列车网络设备研究提供基础和技术储备。     TCN网关是列车网络系统的控制单元，采用3U机箱结构，包含电源板、CPU主板、WTB通信板以及MVB通信板，背板采用CPCI总线通信。该模块由DC110V供电，通信接口包括以太网、WTB、MVB以及RS232。其结构框图如下所示。应用范围：      列车通讯网络网关。

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本发明提供一种零价铁与TiO2光催化耦合的类芬顿光催化反应体系的方法，该方法步骤：配制1L浓度为10mg/L-100mg/L的模拟染料废水置于玻璃容器中，向该模拟染料废水中加入0.1g-2g?Fe0，用浓度为1mol/L的HCl溶液调节所述模拟染料废水的pH=3，然后向所述染料废水中投加1g/L的TiO2催化剂，开启λ=254nm的紫外灯，将盛有模拟染料废水的玻璃容器置于所述紫外灯下，开启曝气泵，采用玻璃容器底部曝气方式驱动混合反应体系中的HCl溶液、TiO2催化剂和模拟染料废水，反应结束后，关闭紫外灯和曝气泵，往反应体系中加入2-10ml浓度为1mol/L的NaOH溶液，静置沉淀30-60min。本发明的效果是可降低反应体系中35%-50%的色度和浊度，出水水质可达到（GB18918-2002）一级A标准的要求。

一种多级结构工程的策略来实现协同优化水分解催化剂的催化性能。通过两步化学合成途径，研究人员制备出了铁(Fe)掺杂的磷化钴(CoP)纳米片与碳纳米管的复合物 (图1a, b)。研究发现，这类复合物催化剂具有与标杆的金属铂（Pt）催化剂接近的氢气析出反应催化活性。并且首次发现Fe掺杂量对这类无机-纳米碳复合物催化剂在不同pH电解质中的催化氢气析出性能有明显的影响。另一方面，通过原位的电化学氧化/水解，这类复合物催化剂可以转换为Fe掺杂的羟基氧化钴/碳纳米管的复合物并展现出非常优异的氧气析出催化性能。进一步，研究人员利用这类复合材料作为正负电极的催化剂构筑了一个简易的碱性水分解电解池，并证明了这种电解池可以在1.5 V的电压下以10 mA cm -2 的电流密度持续稳定的进行水分解，该性能是目前水分解电催化剂的最好性能之一。该电解池也可以由单节AA干电池来驱动分解水产生氢气和氧气 

本发明涉及一种具备K增益同时具备抗水、硫复合中毒脱硝催化剂及制备方法和应用，属于环保催化材料和大气污染治理领域。以有机溶剂为模板剂，以氧化铈、氧化锰、氧化钨、氧化钛为活性组分，通过蒸发诱导自组装法制备多孔结构、酸性强的铈锰钨钛复合氧化物活性组分。该催化剂组分环境友好、成本低廉、制备方法简单，特别适用于水泥行业复杂烟气中NO<subgt;x</subgt;的稳定、高效净化。