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基于化学自组装的低成本纳米图案化蓝宝石衬底制备技术
1 成果简介GaN 基的发光二极管( LED)作为一种新型高效的固体能源,将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明工具。外延 GaN 使用最广泛的衬底是蓝宝石,与普通的平整蓝宝石衬底相比,经生长或刻蚀的方式制作出的具有周期性凸凹起伏结构的图案化蓝宝石衬底,可以减少外延生长 GaN 的位错密度,改善晶体质量,提升 LED 内量子效率。同时图案化的蓝宝石衬底有效解决了由于 GaN 材料折射率大引起的全反射问题,增加了光提取效率。研究表明,微米级图案化蓝宝石衬底可以大幅度提高 LED 的芯片亮度,而使用纳米级的图案化蓝宝石衬底亮度将更高。目前虽然可以制造出微米级图案化蓝宝石衬底,但是需要进行黄光光刻工艺,存在成本高且产率低等问题;如果要形成纳米级周期性结构,所采用的次微米图形加工工艺昂贵, 500nm 以下的图形成本更高。我们以化学自组装工艺代替传统半导体光刻工艺,发展出一种低成本的纳米级图案化蓝宝石衬底加工技术,以提供 LED 企业急需的面向高端产品(高亮度、大功率照明用 LED)的蓝宝石衬底。2 应用说明本技术以胶体纳米球作为构筑基元,利用化学自组装方法制备大面积(可达 4 英寸)胶体晶体单层——一种纳米级有序排列形成的周期性结构(图 1),再通过干法刻蚀或者湿法腐蚀的方法将该周期性结构转移到蓝宝石衬底上,从而得到纳米级图案化蓝宝石衬底(图2)。 整个方法建立在化学自组装技术基础上,摈弃了传统半导体光刻工艺,快速、重复性好,大大降低了纳米级图案化蓝宝石衬底的制备成本,从而为外延生长高亮度、大功率照明用 GaN 材料提供更高质量、更低成本的蓝宝石衬底。  图 1 化学自组装方法在 2 英寸蓝宝石衬底上制备的胶体晶体单层及其微细结构。  图 2 纳米级图案化蓝宝石衬底, 左图为蒙古包状图形衬底, 右图为凹坑状图形衬底。3 效益分析目前我国照明行业产值已达 800 多亿元,市场对高端 LED 产品的需求越来越旺盛。为了提高 LED 的发光效率,除采用优化的外延结构外,使用图案化蓝宝石衬底是广泛采用的方法之一。目前高光效图案化蓝宝石衬底的市场年需求量为 1000 多万片,并且随着我国“ 十城万盏” 计划的推进,每年的需求量将有一个很大的递增。当前的图案化蓝宝石衬底无论在国内市场还是国际市场都是供不应求,而在中国国内还未有相应的技术和方法,外延所需的图案化衬底主要从美国、韩国和台湾进口。因此,面对市场对高端 LED 产品的需求,纳米级图案化衬底的市场规模巨大,前景非常好。本项目携手蓝宝石衬底企业或 LED 企业,瞄准 LED 高端市场的需求,生产目前 LED 企业急需的纳米级图案化蓝宝石衬底,力争成为国内首家纳米级图案化蓝宝石衬底专业制造商。4 合作方式技术转让或合作开发,商谈。5 所属行业领域能源环境。
清华大学 2021-04-13
揭示非典型尿嘧啶DNA糖基化酶UdgX的催化过程
 通过解析蛋白脱底物及其与配体、DNA等一系列晶体结构(图a-c),该研究揭示了MsmUdgX独特的催化过程。研究发现,MsmUdgX首先对含U底物的 DNA发生尿嘧啶切除作用,然后其第109位的组氨酸与单链DNA底物AP位点的糖环形成一个共价键,因此可以耐受变性剂的作用;同时也由于酶无法再生,从而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。该研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶体结构,各自代表其催化途径中不同阶段酶所处的状态,提出了如图e所示的催化路径模型,可能经历一个称为“oxacarbenium”的中间体。该机制不但合理解释了MsmUdgX酶独特的生化性质,而且发现酶在反应中通过一种“自杀”的方式抑制其自身活性,在已知的UDG酶中尚属首例。此外,由于MsmUdgX只存在于细菌中,研究者的MsmUdgX-DNA共价复合物的结构可能为新型抗菌药物的设计提供新思路,具有潜在的应用前景。
中山大学 2021-04-13
面向特钢企业的管理与控制一体化信息系统
该系统是由大连理工大学和大连钢铁集团联合设计开发。为解决我国特钢企业基础自动化水平高但生产管理手段落后、上层管理与底层控制相互割裂、信息不畅通的问题,针对特钢企业的生产特点,提出智能化管理与控制一体化集成系统的解决方案。系统设计时遵循了国家 863 实施 CIMS 技术的“效益驱动、总体规划、分步实施、重点突破”的方针,先进性、实用性、开放性紧密结合。该系统采用了 ERP/MES/PCS 三层体系结构 , 通过计算机支撑系统,有效地实现企业的资金流、物资流和信息流的集成。系统主要包括以下三部分: 1 、企业资源规划管理系统:实现以财务管理为核心的采购、销售、库存和领导查询系统的集成化管理; 2 、制造执行系统:基于企业资源计划管理系统,实现生产计划管理和分厂、车间生产调度以及质量管理等主要功能; 3 、过程控制系统:基于 PLC 和现场总线的网络控制系统结构、数据采集和处理的技术方案,依靠 DCS ,实现钢材生产过程的优化控制和优化运行。
大连理工大学 2021-04-13
二磷酸果糖的高效生物合成及产业化关键技术
FDP在本世纪初就已发现,作为药物研究始于80年代初,通过80-90年代大量的临床试验,证明FDP是急性心肌梗塞、心功能不全、冠心病、心肌缺血发作、休克等症的急救良药和重要的治疗手段,有利于改善心力衰竭、肝功能衰竭等临床危象,在多种外科手术中可作为重要辅助药物使用,并对各类肝炎引起的深度黄疸、转氨酶升高及低蛋白血症等有良好的治疗作用,因此近年来国内外对此药
西安交通大学 2021-01-12
英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化
金刚石半导体集热、电、声、机械等特性于一体,在禁带宽度、击穿场强、迁移率和热导率等方面远高于其他半导体,被称为“终极半导体”。英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化,可以极大地推进我国半导体的革命性变革,实现我国微电子行业的跨越式发展,达到国际先进水平。本项目在国家“千人计划特聘专家”王宏兴的推动下,已经完成了两种微波等离子体CVD设备的设计和制造,利用这些设备已经完成了英寸级单晶金刚石衬底的工程样品,实现了克隆衬底工艺的全线贯通,具有小批量产业化能力。按照日本相关公司的预测,随着金刚石半导体的发展,在2030年,中国的市场规模达到100亿美元。由于金刚石生产中的主要成本是甲烷、氢气和消耗电力的费用,成本较低,经济效益显著。 金刚石半导体特性 关键设备-MPCVD 克隆技术 单晶金刚石衬底
西安交通大学 2021-04-11
大陆地壳生长-稳定化与早期板块构造的启动
项目成果/简介:早期大陆的形成演化及其构造机制一直是固体地球科学的基础与前沿科学主题,对于深入认识太阳系类地行星和地球的起源与发展、理解现代地球过程、预知地球未来的演变都有重要意义。板块构造是随着地球壳幔体系的演化和大陆地壳的生长,逐渐发展、建立、成熟起来的。大约在2.7-2.5 Ga前随着全球一批成规模的稳定大陆地壳的出现,标志着全球构造开始了从热构造体制向垂向-横向运动的构造体制转化,开启了地球系统
西北大学 2021-01-12
一种新型的光伏一体化轻质建筑外墙
课题组研发的光伏一体化轻质墙体,采用结构化技术,将光伏板与轻质墙体材料连接,设置内保温与隔音层,从而达到极为优秀的保温与隔音效果。同时,轻质墙体内部设置通风层,起到墙内通风排湿的作用,有效降低墙体结露和发霉。同时,该墙体具有安装方便,价格低廉和经久耐用等诸多有点。
上海理工大学 2021-04-13
人工器官、植入体和矫形器的个性化设计与制作
主要研究基于患者个体特征,进行人工器官、植入体和矫形器(血管支架、人工血管、牙种植体、膝关节、髋关节、脊柱及足踝矫形器等)优化设计及制作所需的个性化特征提取、生物力学建模及分析、数字化设计等关键技术,依据医疗器械与人体组织相互作用的生物力学及力生物学原理,提出相应的医疗器械优化设计软硬件系统,为研制个性化性能优良的人工器官,提高国产植入体和矫形器设计和制作水平提供具有自主知识产权的技术平台。
北京航空航天大学 2021-04-13
高效大功率有源电力滤波器的研制与产品化
应用领域:有源电力滤波器是一种可以对电网谐波和无功电流 进行动态实时补偿的新型电力电子设备,可以有效减少电网污 染。 功能介绍:实时检测负载电流,通过谐波检测算法将有功基波 电流从负载电流中提取出来,将剩余部分作为逆变器的输出指 令电流进行实时电流跟踪。经过如此电流补偿,即电网只为负 载提供有功基波电流,则可减少各种非线性用电设备对公用电
合肥工业大学 2021-04-14
一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置
本发明公开了一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置,包括支撑 臂组件、传动组件、油路组件和气路组件,支撑臂组件为可伸缩结构, 包括伸缩臂和套接在伸缩臂上的固定臂,固定臂内部安装有支撑臂底 座;传动组件包括丝杆螺母、丝杆、动力源和导向套管,用于实现支 撑臂组件的伸缩运动;油路组件为可伸缩结构,其包括彼此相连的不 锈钢管和双联弹簧管,不锈钢管与伸缩臂相连,双联弹簧管套装在导向套管上,并且其前后两端分别与丝杆螺母和导向套管相连;气路组 件为可伸缩结构,其包括小气管和嵌套在小气管外部的大气管。本发 明可有效增加支
华中科技大学 2021-04-14
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