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寧波大學晶體材料實驗室在國際上首次成功開發鎢酸鎘(CWO)閃爍單晶的坩堝下降法生長技術，自主掌握CWO單晶材料制備專利技術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 閃爍單晶是廣泛應用于高能射線探測成像技術的光學功能材料。寧波大學晶體材料實驗室在國際上首次成功開發鎢酸鎘(CWO)閃爍單晶的坩堝下降法生長技術，自主掌握CWO單晶材料制備專利技術。近年來所制備閃爍單晶性能完全達到射線探測器制造所要求實用化指標，CWO閃爍單晶材料可廣泛應用于安檢設備、集裝箱檢查系統、CT診療儀等技術領域。迄今已經形成單晶原坯、多規格晶片和單晶陣列的批量生產能力，相關材料產品已銷往國內外相關射線探測成像設備制造廠商。 

針對汽車電子、5G通訊基站、航空航天及電力電子設備等功率電子元器件難以在高溫、大電流/電壓、潮濕等惡劣工作環境下服役的難題，并且要求芯片封裝互連接頭尺寸更小、高溫穩定性更好、可靠性更高，本團隊首次采用超聲輔助納米燒結的新型互連工藝，利用納米銀包銅顆粒作為焊料，成功獲得大功率器件高溫高可靠服役要求的互連接頭，為高功率芯片貼裝高導熱界面制造提供了新材料和新工藝。

本項目通過多年研究，發現了物質/結構在太赫茲波段產生的共振、吸收、折射、濾波、偏振等多種新現象和新效應。發展了太赫茲波物質探測、低損傳輸、高速控制和光譜成像的新手段和新方法。在太赫茲波譜應用和功能器件研究方面取得了重要進展，研制出多種實用化的太赫茲功能器件。近5 年來在Appl. Phys. Lett., Optics Letter, Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等國際主流期刊上總共發表SCI 論文57 篇。申請國家發明專利22 項，已授權專利7 項。本項目多項研

新型光電器件中載流子傳輸層與金屬鹵化物鈣鈦礦單晶異質原位集成的關鍵問題，在無機電子傳輸層上異質原位生長高質量全無機金屬鹵化物鈣鈦礦單晶方面取得研究進展 在全無機電子傳輸層

本發明公開了一種隧道結單元及磁隨機存儲器，包括依次連接 的第一電極、第一自由層、非磁性絕緣層、釘扎層和第二電極，還包 括連接在第一電極與第一自由層之間的第二自由層，第二自由層的橫 截面積小于自由層的橫截面積；第二自由層和第一自由層一起形成了 復合自由層結構；第二自由層用于聚集電流，使得第二自由層處的電 流密度大于第一自由層處的電流密度，從而使得第二自由層的磁矩先 于第一自由層發生翻轉；由于第二自由層和第一自由層之間的

本發明公開了一種隧道結單元及磁隨機存儲器，包括依次連接 的第一電極、第一自由層、非磁性絕緣層、釘扎層和第二電極，還包 括連接在第一電極與第一自由層之間的第二自由層，第二自由層的橫 截面積小于自由層的橫截面積；第二自由層和第一自由層一起形成了 復合自由層結構；第二自由層用于聚集電流，使得第二自由層處的電 流密度大于第一自由層處的電流密度，從而使得第二自由層的磁矩先 于第一自由層發生翻轉；由于第二自由層和第一自由層之間的

（一）項目背景 當前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體是當前國際競爭熱點，也是我國發展自主核心半導體產業、實現換道超車的難得機遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達、制導等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環境（高溫抗輻照）方向發展的關鍵技術。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實驗室到小量中試的最后“1 公里”，重點攻克其在可靠性工藝和量產穩定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體是當前國際競爭熱點，也是我國發展自主核心半導體產業、實現換道超車的難得機遇。 半導體作為信息時代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等“新基建”七大領域發展的支柱性產業。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導體先進電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補傳統半導體器件的技術瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項目簡介 5G 要求更高的數據傳輸速率，發射機的效率會出現指數級的下降。這種下降可以使用包絡跟蹤技術來修復，該技術已經在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術才能實現。諸如 GaN 助力運營商和基站 OEM 等實現了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規模 MIMO 的目標。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規模 MIMO 基站應用提供了眾多優勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現良好，對比其他產品優勢明顯。2、GaN 的特性能轉化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達到 50%至 60%，明顯降低了發射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規模 MIMO 系統可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據 Strategy Analytics 的數據，預計 5G 移動連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據Strategy Analytics的數據，預計5G移動連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執行官兼聯合創始人Alex Lidow 討論5G時也說道：“基站中的包絡跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術才能實現。根據Yole Development公司發布的2018年度報告數據顯示，隨著全球整體數據流量的激增，我國5G產業將迎來大規模的需求增長。預計到2022年，我國5G基站規模將達到千億市場，5G基站數量將達百萬個。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發展 5G 通信產業的核心器件，西安電子科技大學氮化鎵射頻器件研究團隊自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內主流5G通信公司協同攻關開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔的流片服務項目合計約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學與西安市高新區、西電電氣集團等聯合成立“陜西半導體先導技術中心”，中心致力于推動陜西第三代半導體產業發展，促進以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產業化，2019 年團隊向陜西半導體先導技術中心轉讓專利 35 項，作價 2000 萬元，雙方正在聯合推進搭建第三代半導體中試平臺，平臺將會立足西安，服務全國，提升氮化鎵基射頻器件量產工藝可靠性，實現相關技術成果轉化。 （三）關鍵技術 本項目由西安電子科技大學作為技術攻關的主要單位，制定技術路線，保障國家重大科技專項“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動通信 GaN 芯片可靠性機理研究”研究，與華為和中興聯合開展工程合作項目實施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術等關鍵瓶頸問題，協助規模量產高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

一、產品簡介      光無源器件是光纖通信設備的重要組成部分。它是一種光學元器件，也是其它光纖應用領域不可缺少的元器件。該實驗儀重點介紹了常用的光無源器件的相關參數及測試方法，主要包括光纖轉換器、光纖變換器、光纖耦合器，光纖隔離器、光纖衰減器、WDM等器件的參數的測試原理及測試方法。幫助學生直觀的了解各種光無源器件的性能，從而更準確的使用不同器件進行光纖通信方面實驗。 二、實驗內容  1、光纖轉換器測試實驗  2、光纖變換器測試實驗  3、光纖耦合器測試實驗  4、光纖隔離器特性測試實驗  5、波分復用器和解復用器測試實驗  6、可調光纖衰減器測試實驗  7、光纖機械光開關特性測試實驗  8、光纖偏振控制器特性測試實驗  9、光纖偏振分束器（PBS）性能能參數測試實驗 三、實驗配置參數 1、光源：波長1310±20nm，1550±20nm；輸出功率：1-2.5mw，連續可調；輸出端口：FC/PC；穩定性＜0.5db（5h）；光源類型：LD光源； 2、光功率計：波長范圍800-1700nm；輸入接口：FC 校準波長：1550nm,1310nm； 3、偏振控制器：插入損耗＜0.05dB；消光比＞40dB；回波損耗＞65dB； 4、光纖機械光開關：插入損耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波損耗＞50dB ；開關速度：≦8ms ； 5、高隔離度光纖隔離器：最大插入損耗：0.35dB ；回波損耗：≧50dB ；隔離度：≧30dB ； 6、光纖耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入損耗1310/1550: 3.3dB ; 7、光纖波分復用器：隔離度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入損耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 8、光纖可調衰減器：0-30db可調； 9、配置：光纖光源，光纖光功率計、光纖耦合器、光波分復用器、光纖偏振控制器、光纖偏振分束器，可調衰減器、光纖隔離器、光纖機械光開關、法蘭盤、實驗指導書及實驗錄像光盤等。 四、實驗目的 1、了解光連接器及其原理、種類，實驗操作進行連接器參數測量； 2、掌握光纖偏振控制器工作原理，實驗操作單模光纖偏振狀態控制； 3、了解光纖耦合器用途及其性能參數，實驗操作測量耦合器特性參數測量； 4、了解光纖隔離器用途及其性能參數，實驗操作光纖隔離器特性參數測量； 5、了解光纖光開關用途及其性能參數，實驗操作光纖光開關特性參數測量； 6、了解光波分復用器（WDM）的原理與意義，操作雙波長波分復用（WDM）的原理性實驗；

可以設計并優化光纖激光器和放大器、光波導激光器、光纖耦合器、多芯光纖、螺旋芯光纖、錐形光纖；也可以模擬超短脈沖在不同光纖設備中的傳輸，例如在光纖放大器系統、鎖模光纖激光器和通訊系統中的傳輸。 能夠跟蹤和優化光纖放大器和光纖激光器，讓它們適合各種應用。幫助評估和排除光纖激光器和放大器中各種不利的影響；能夠對有源光纖器件性能進行預測；能尋找最佳光纖長度、摻雜濃度、折射率分布等；能夠計算摻雜濃度與光線的關系，準確模擬雙包層光纖，還可以模擬時域動態變化，可以理解和優化的細節如功率效率和噪聲系數。 RP Fiber Power可用于分析和優化各種器件： 單模和多模光纖 計算模式特性；計算光纖耦合系數；模擬光纖彎曲、非線性自聚焦效應對光束傳輸和高階光孤子傳輸的影響。 光纖耦合器、雙包層光纖、多芯光纖、平面波導 模擬雙包層光纖的泵浦吸收,光纖耦合器的光束傳輸, 光在錐形光纖的傳輸, 分析彎曲的影響, 放大器中的交叉飽和影響, 泄漏模式等。 光纖放大器 研究單級和多級放大器中的增益飽和特性(連續或脈沖放大器), 鉺鐿共摻光纖放大器能量轉移過程、猝滅效應、自發輻射放大等。 光纖通信系統 分析色散與非線性信號失真，放大器噪聲的影響，優化放大器非線性效應和放置位置。 光纖激光器 分析并優化能量轉換效率、波長調諧范圍、動態調Q。 超快光纖激光器和放大器 研究脈沖的形成機制和穩定范圍，非線性效應和色散的影響，拋物脈沖放大，優化色散脈沖壓縮，靈敏度反饋，超連續譜的產生。 脈沖和超快速固體激光器和放大器 研究Q開關，模式鎖定行為，找到可飽和吸收器所需的特性，分析反饋靈敏度，啁啾脈沖放大研究再生放大穩定性極限。 這款軟件是致力于光纖器件學科研究或工業開發人士的必備工具。這款軟件及其技術支持將為您的工作效率和工作能力提供極大的便利。同時，這款軟件也是一款相當出色的教學工具。 目前已使用該軟件的高校：耶拿大學、英國南普頓大學、北京工業大學、中國科學技術大學、上海技術應用學院、華中科技大學、西北大學、復旦大學、深圳大學、國防科技大學、長春理工大學、南京理工大學等。 目前已使用該軟件的單位：費朗霍夫研究所、蘇州納米所、兵器裝備部、三江航天、上海光機所、綿陽九院、中科院軟件所、中科院光電所商業單位、北京敏視達雷達有限公司等。   ※ 光纖數據： 軟件中帶有各種稀土摻雜光纖數據，即時可以仿真各種光纖激光器和放大器。   ※ 各種公開數據： “Yb-germanosilicate” “ErYb-phosphate” “Er-fluorozirconate F88” “Er-silicate L22”  “Er-fluorophosphate L11”