納米重點專項2017年項目申報指引

1、i“納米科技”重點專項 20172017 年度項目申報指南建議為繼續(xù)保持我國在納米科技國際競爭中的優(yōu)勢，并推動 相關(guān)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，按照國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃 綱要(2006-20202006-2020)部署，根據(jù)國務(wù)院 關(guān)于深化中央財政 科技計劃(專項、 基金等)管理改革的方案，科技部、教育部、中國科學(xué)院等部門組織專家編制了納米科技”重點專項實施方案。納米科技”重點專項的總體目標(biāo)是獲得重大原始創(chuàng)新和 重要應(yīng)用成果，提高自主創(chuàng)新能力及研究成果的國際影響 力，力爭在若干優(yōu)勢領(lǐng)域率先取得重大突破，如納米尺度超 高分辨表征技術(shù)、新型納米信息材料與器件、納米能源與環(huán) 境技術(shù)、納米結(jié)構(gòu)材料的工業(yè)化改

2、性、新型納米藥物的研發(fā) 與產(chǎn)業(yè)化等。保持我國納米科技在國際上處于第一梯隊的位 置，在若干重要方向上起到引領(lǐng)作用；培養(yǎng)若干具有重要影 響力的領(lǐng)軍人才和團(tuán)隊；加強基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接， 帶動和支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快國家級納米科技科研機構(gòu) 和創(chuàng)新鏈的建設(shè)，推動納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動相關(guān)研究和 應(yīng)用示范基地的發(fā)展。納米科技”重點專項將部署 7 7 個方面的研究任務(wù)： 1 1納米 科學(xué)重大基礎(chǔ)問題；2.2.新型納米制備與加工技術(shù)；3.3.納米表征與標(biāo)準(zhǔn)；4 4納米生物醫(yī)藥；5.5.納米信息材料與器件；6 6能源 納米材料與技術(shù)；7.7.環(huán)境納米材料與技術(shù)。20162016 年，納米科技重點專項圍繞

3、以上主要任務(wù)，共立項2支持 4343 個研究項目（其中青年科學(xué)家項目1010 項）。根據(jù)專項實施方案和“十三五”期間有關(guān)部署，20172017 年，納米科技重點專項將圍繞新型納米制備與加工技術(shù)；納米表征與標(biāo) 準(zhǔn)；納米生物醫(yī)藥；納米信息材料與器件；能源納米材料與 技術(shù)；環(huán)境納米材料與技術(shù)等方面繼續(xù)部署項目，擬優(yōu)先支 持 2828 個研究方向（每個方向擬支持 1 1 2 2個項目）。申報單位針對重要支持方向，面向解決重大科學(xué)問題和 突破關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一體化設(shè)計， 組織申報項目， 每個項目的 目標(biāo)須覆蓋全部考核指標(biāo)。鼓勵圍繞一個重大科學(xué)問題或重 要應(yīng)用目標(biāo)，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究全鏈條組織項目。鼓勵 依

4、托國家實驗室、國家重點實驗室等重要科研基地組織項 目。項目執(zhí)行期一般為 5 5 年。一般項目下設(shè)課題數(shù)原則上不 超過 4 4 個，每個項目所含單位數(shù)控制在4 4 個以內(nèi)。擬支持青年科學(xué)家項目不超過1010 個，任務(wù)總經(jīng)費不超過 50005000 萬元。青年科學(xué)家項目可參考重要支持方向組織項 目申報，但不受研究內(nèi)容和考核指標(biāo)限制。1.1.新型納米結(jié)構(gòu)材料與功能材料1.11.1 新型納米結(jié)構(gòu)材料研究內(nèi)容：發(fā)展新型納米金屬結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制 備原理與技術(shù)，實現(xiàn)納米金屬結(jié)構(gòu)材料的多級構(gòu)筑；研究其 力學(xué)性能、理化性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及疲勞、磨損、腐蝕等使 役行為，建立納米結(jié)構(gòu)- -性能關(guān)系；探索納米金屬

5、結(jié)構(gòu)材料的 工業(yè)應(yīng)用。考核指標(biāo)：實現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征尺寸5050 nmnm 的納米金屬結(jié)構(gòu)材 料可控制備和多級構(gòu)筑技術(shù)；研究極小尺寸(特征尺寸10103nmnm )金屬材料的結(jié)構(gòu)- -性能關(guān)系、變形與失效規(guī)律；材料屈 服強度- -均勻延伸率之積提高30%30%，疲勞壽命和磨損率分別 提高 1010 倍；實現(xiàn) 2-42-4 種納米金屬結(jié)構(gòu)材料在軸類部件工業(yè)應(yīng) 用的關(guān)鍵技術(shù)。1.21.2 有機納米光子學(xué)材料的可控組裝與器件集成研究內(nèi)容：具有光開關(guān)、光調(diào)制、光電耦合等特定光子 學(xué)功能的有機晶體納米材料的可控自組裝方法；發(fā)展可調(diào)諧 寬光譜有機微納激光陣列，以及結(jié)構(gòu)、組成可控的大面積光 子學(xué)集成器件的加工技術(shù)。

6、考核指標(biāo)：有機納米材料的結(jié)構(gòu)與光子學(xué)功能的構(gòu)效關(guān) 系；激發(fā)態(tài)動力學(xué)過程對材料光子學(xué)行為的調(diào)控機制；有機 納米材料在柔性光子和光電子集成器件中的應(yīng)用。有機微納 激光陣列的發(fā)射波長在 400-800400-800 nmnm 范圍可調(diào)；有機光泵浦激 光閾值6060 nJ/(cmnJ/(cm2pulse)pulse);有機微納電控光開關(guān)響應(yīng)時間3 3nsns,光控開關(guān)器件增益1000010000;有機納米材料的載流子遷移 率4040cmcm2/(V/(V 的同時，熒光量子產(chǎn)率5050 % % ；有機光子學(xué)集 成器件尺寸1515cmcmX1515 cmcm。1.31.3 納米復(fù)合材料制備及實用化研究內(nèi)容

7、： 宏觀尺度納米組裝體系- -納米復(fù)合材料的可控 宏量制備方法和組裝原理，界面對物質(zhì)、能量傳輸規(guī)律的影 響；宏觀尺度納米結(jié)構(gòu)單元及組裝體的應(yīng)用及其穩(wěn)定性與服 役性能；發(fā)展應(yīng)用于空間技術(shù)領(lǐng)域的納米復(fù)合材料。考核指標(biāo)：優(yōu)化納米復(fù)合材料性能的實用化設(shè)計，建立功能可調(diào)的宏觀尺度納米復(fù)合材料的構(gòu)筑與構(gòu)效關(guān)系；寬頻 段電磁波吸收4特性的超黑表面復(fù)合涂層，涂層在鋁合金等材 料表面附著力滿足 ISOISO 等級1 1,斷裂延伸率 5%5%對入射光 吸收能力99.5%99.5%，減少反射等噪聲信號，實現(xiàn)空間在軌實驗 和檢測；制備面向航天飛行器隔熱防火應(yīng)用的輕質(zhì)、高強材 料，其密度0.10.1 g/cmg/cm3

8、，輕質(zhì)網(wǎng)狀泡沫材料可壓縮 5050 % %，室 溫下導(dǎo)熱系數(shù)0.030.03 W/(mW/(m K)K)，燃燒等級達(dá)到難燃或不燃。1.41.4 高遷移率有機半導(dǎo)體納米功能材料的可控制備與性 能調(diào)控研究內(nèi)容：新穎共軛分子自組裝基元的設(shè)計合成；維數(shù) 可控、大面積、高有序有機半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的自組裝方法和 技術(shù)；綜合性能優(yōu)異的有機半導(dǎo)體納米材料的可控制備與調(diào) 控；高遷移率有機半導(dǎo)體納米功能材料在柔性電子器件應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究?？己酥笜?biāo)：高遷移率有機半導(dǎo)體納米功能材料的設(shè)計與 合成方法；調(diào)控有機納米功能材料的半導(dǎo)體性能的技術(shù)；綜 合性能優(yōu)異的空穴遷移率5050 cmcm2/(V/(V 的 p-p-型半

9、導(dǎo)體、電子 遷移率1515 cmcm2/(V/(V s)s)的 n-n-型半導(dǎo)體、以及空穴遷移率5.05.0cmcm2/(V/(V s)s)和電子遷移率5.05.0 cmcm2/(V/(V s)s)的雙極性有機半導(dǎo)體納 米功能材料； 有機半導(dǎo)體場效應(yīng)器件的集成技術(shù)， 其集成器 件的載流子遷移率 3.03.0cmcm2/(V/(V s)s)o2.2.納米結(jié)構(gòu)的表征與檢測技術(shù)2.12.1 新型納米材料高效結(jié)構(gòu)優(yōu)化與功能預(yù)測研究內(nèi)容：發(fā)展高效的全局結(jié)構(gòu)和反應(yīng)路徑優(yōu)化搜尋以 及性能評估理論和計算方法；實現(xiàn)對新型納米光催化材料、 相變納米記憶存儲材料、5低維自旋電子器件材料等的結(jié)構(gòu)、生長機理、穩(wěn)定性及物

10、性的優(yōu)化與準(zhǔn)確預(yù)測?？己酥笜?biāo)：優(yōu)化搜索周期短于1 1 周(168168 小時)，并行任務(wù)數(shù)超過 100100, 10001000 個以上納米體系的快速結(jié)構(gòu)及相變路徑 預(yù)測，同期實現(xiàn) 5050 個以上體系催化活性動力學(xué)高效評估； 篩選預(yù)測 3 3 種以上新型可見光光解水、低碳能源轉(zhuǎn)化催化材 料的結(jié)構(gòu)，生長機理和穩(wěn)定性；預(yù)測 2 2種以上新型相變納米記憶存貯材料、低維自旋電子器件材料的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及生長機 理。2.22.2 單分子器件的原位高靈敏測量技術(shù)研究內(nèi)容： 高精準(zhǔn)、 高穩(wěn)定性、 高度集成的單分子異質(zhì) 結(jié)構(gòu)筑-方法，研究單分子尺度的新奇物理化學(xué)現(xiàn)象及其調(diào) 控規(guī)律?？己酥笜?biāo)：實現(xiàn)單分子異質(zhì)結(jié)的可控

11、精準(zhǔn)構(gòu)造，單分子 水平光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)的高靈敏檢測，并將測量靈敏 度推進(jìn)到單電子、單光子極限水平， 實現(xiàn)納秒級時間分辨率，實現(xiàn)信噪比大于 10001000 的整流/ /開關(guān)比，實現(xiàn) 10001000 個單分子器 件集成陣列的演示；與基于第一性原理的理論新方法結(jié)合， 實現(xiàn)電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等外場對單分子新奇效應(yīng)的調(diào)控，建 立器件中分子物性的綜合測量技術(shù)。2.32.3 納米基元結(jié)構(gòu)及其基本物理相互作用的高分辨譜學(xué) 表征技術(shù)研究內(nèi)容：發(fā)展和應(yīng)用高空間分辨和時間分辨的力學(xué)、 電學(xué)和光學(xué)測量技術(shù)，在原子和分子尺度上研究納米結(jié)構(gòu)基 元的幾何和電子結(jié)構(gòu)、原子和分子間基本物理相互作用及過 程?？己酥笜?biāo)：在

12、單鍵水平測量原子、離子、分子間（弱） 相互作用，6達(dá)到原子尺度、空間取向分辨、小于1010 皮牛力的測量精度，揭示組裝體系中分子間作用力的特征及本質(zhì)；確定納米基元結(jié)構(gòu)中點缺陷的原子配位、構(gòu)型以及電子態(tài)特 征，實現(xiàn)原位飛秒時間分辨的譜學(xué)測量、 原子結(jié)構(gòu)分辨的電 學(xué)表征； 亞分子尺度的穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)探測，實現(xiàn)分子內(nèi)電荷、自旋的軌道分布成像；揭示單原子催化反應(yīng)中分子化學(xué)鍵演 化的基元步驟。3.3.納米醫(yī)學(xué)診斷新方法與納米藥物研制3.13.1 病原體的納米檢測及體外診斷新方法研究內(nèi)容：熒光納米材料的制備及性能調(diào)控；熒光納米 材料標(biāo)記檢測技術(shù)和方法；病原體（如流感病毒）快速檢測 及感染機制研究?？己酥笜?biāo)：

13、 1-21-2 種用于病原體快速檢測的熒光納米材料 的規(guī)?；?（克級）制備方法，實現(xiàn)材料化學(xué)組成、尺寸、結(jié) 構(gòu)（能級）、和性質(zhì)（熒光性質(zhì)、表界面性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)移和 躍遷）的精準(zhǔn)調(diào)控；復(fù)雜生物樣品中1-21-2 種特定病原體檢測技術(shù)，檢測靈敏度達(dá)到單個病毒顆粒水平；1-21-2 種病原體感染機制研究的動態(tài)示蹤方法；2-32-3 種使用納米材料標(biāo)記的臨床檢測試劑和試劑盒。3.23.2 納米技術(shù)在惡性腫瘤等重大疾病臨床診療中的應(yīng)用 研究內(nèi)容：發(fā)展臨床應(yīng)用的術(shù)中分子影像技術(shù)， 研發(fā)針 對惡性腫瘤 （如胃癌、 乳腺癌、肝癌）等重大疾病的診斷和 手術(shù)治療的納米材料、分子影像技術(shù)與裝備?？己酥笜?biāo)：建立不含有毒

14、重金屬無機納米材料標(biāo)記的快 速檢測技術(shù)和方法，針對惡性腫瘤（如胃癌、乳腺癌、肝癌） 等重大疾病，實現(xiàn)高靈7敏、 高組織穿透的原位檢測和實時示 蹤， 靈敏度達(dá)到單分子或單細(xì)胞水平；發(fā)展1-21-2 種安全有效的近紅外發(fā)光納米材料和相應(yīng)的分子影像檢測技術(shù)與裝備，滿足臨床分子影像與手術(shù)導(dǎo)航的要求；實現(xiàn)納米技術(shù)在人體分子影像與臨床應(yīng)用的突破。3.33.3 惡性腫瘤早期診斷的體外檢測用納米材料、器件及 技術(shù)研究內(nèi)容：研發(fā)針對惡性腫瘤（如肺癌、胰腺癌）等重 大疾病的早期檢測的、可替代活檢的臨床血液與體液等納米 檢測技術(shù)和方法，如捕獲與分離痕量生物質(zhì)用的納米材料、 微流控等生物測控器件及技術(shù)?？己酥笜?biāo)：針對

15、待測物中痕量的特定細(xì)胞（包括循環(huán)腫 瘤細(xì)胞、細(xì)胞團(tuán)等）、外泌小體、蛋白質(zhì)、核酸等的檢測靈 敏度達(dá)到單細(xì)胞或單分子水平；發(fā)展1-21-2 種痕量細(xì)胞定量納米分離檢測等新技術(shù)，滿足重大疾病早期檢測與術(shù)后監(jiān)測、惡性腫瘤轉(zhuǎn)移機制研究等的需求。研制3-53-5 種采用納米材料或器件、經(jīng) CFDACFDA 批準(zhǔn)的臨床用檢測試劑和試劑盒。3.43.4 抗腫瘤新型納米藥物及制備關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容：針對乳腺癌等臨床治療中存在的轉(zhuǎn)移和耐藥 兩大難題，采用腫瘤特異性靶向、調(diào)控腫瘤微環(huán)境和阻斷腫 瘤轉(zhuǎn)移信號通路等策略，實現(xiàn)納米藥物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥理 論的新突破；開展抗腫瘤納米藥物的規(guī)模化制備、在線質(zhì)量 控制、制備過程的

16、自動化與智能化控制等原創(chuàng)性關(guān)鍵技術(shù)研 究。考核指標(biāo)：建立原創(chuàng)性抗乳腺癌等藥物的納米輸送技術(shù) 揭示納米藥8物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥的作用原理與分子機制，建立自動化與智能化控制的抗癌納米藥物規(guī)?；苽浼夹g(shù)；研 發(fā) 3 3 種以上注射級納米材料獲得生產(chǎn)許可，采用納米技術(shù)提高 1010 個抗癌候選藥物的成藥性，1-21-2 種具有抗腫瘤轉(zhuǎn)移或耐 藥功效的納米新藥獲得 CFDACFDA 臨床試驗許可。3.53.5 納米材料類酶效應(yīng)及其在血液系統(tǒng)疾病臨床診療中 的應(yīng)用研究內(nèi)容：設(shè)計和構(gòu)建新型納米酶并研究其生物效應(yīng)與 原理，發(fā)展細(xì)胞內(nèi)氧化- -還原微環(huán)境檢測與調(diào)控的新技術(shù)和新 方法，與納米生物傳感和造血組織成像等

17、技術(shù)相結(jié)合，研究 血液系統(tǒng)重大疾病的關(guān)鍵問題，如白血病的難治性與耐藥性 等，發(fā)展以新型多肽、抗體、適配體等為基礎(chǔ)的納米生物診 療技術(shù)和納米類酶診療技術(shù)?？己酥笜?biāo)：完成納米酶生物效應(yīng)的系統(tǒng)總結(jié)；建立納米 酶檢測相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；揭示1-21-2 種造血系統(tǒng)重大疾病的致病及耐藥機制；獲得 2-32-3 種經(jīng) CFDACFDA 批準(zhǔn)，可投入臨床應(yīng)用的 納米酶檢測試劑盒，1-21-2 種納米診療技術(shù)進(jìn)入臨床前實驗。3.63.6 納米技術(shù)對腫瘤微環(huán)境調(diào)控及新型納米藥物研究內(nèi)容：針對嚴(yán)重危害健康的惡性腫瘤， 特別是肝癌、 胰腺癌和乳腺癌等危害性較高、微環(huán)境作用明確的腫瘤類 型，研究納米技術(shù)在針對腫瘤微環(huán)境調(diào)控

18、，改善腫瘤惡性表 型和提高療效等方面的機制，結(jié)合腫瘤的綜合治療，發(fā)展新 型納米藥物和藥物載體材料。考核指標(biāo)：運用生物分子或咼生物相容性分子精準(zhǔn)自組9裝等技術(shù)，發(fā)展新型納米藥物和藥物載體，提出和完善3-53-5種基于腫瘤微環(huán)境調(diào)控的納米技術(shù)抗腫瘤新策略，發(fā)展2-42-4種解析納米藥物在細(xì)胞和活體的吸收、轉(zhuǎn)運、代謝機制和安 全性評價的創(chuàng)新方法，獲得 2-32-3 種基于腫瘤微環(huán)境調(diào)控、腫 瘤綜合治療的新藥臨床批件或新藥證書。4.4.高性能納米光電器件4.14.1 表面等離激元高效光- -熱轉(zhuǎn)換機理及原型器件研究內(nèi)容：表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中光致熱載流子產(chǎn) 生、調(diào)控機理及其在光- -熱、光- -電、熱

19、- -光、熱- -電轉(zhuǎn)換中的應(yīng) 用；納米結(jié)構(gòu)光致熱載流子增強效應(yīng)及其相關(guān)光電信息器件 原理, ,如：光吸收器、熱輻射器、光探測器等；利用光致熱載 流子原理的中紅外光源和探測器件原型?？己酥笜?biāo)：闡明表面等離激元光致熱載流子產(chǎn)生及調(diào)控 過程的機理，熱載流子提高光 - -熱、光- -電、熱- -光、熱- -電轉(zhuǎn)換 效率的新方法和新技術(shù)；獲得超寬譜（400400 納米到 2020 微米）吸收且平均效率高于 95%95%的納米結(jié)構(gòu)光吸收器，獲得品質(zhì)因 子高于 100100、輸出功率調(diào)控范圍大于 1010 dBdB、熱輻射能量利用 效率突破傳統(tǒng)黑體輻射效率的中紅外（3 3 至 1212 微米）納米結(jié)構(gòu)窄帶

20、熱輻射器；利用表面等離激元光致熱載流子突破傳統(tǒng) 半導(dǎo)體探測器光子能量探測極限，拓展到中紅外波段（3 3 微米及更長波段）；光致熱載流子中紅外光源和探測原型器件。ii4.24.2 高性能微納傳感器陣列及光電系統(tǒng)集成研究內(nèi)容：研究采用新結(jié)構(gòu)和新材料的高靈敏高速生物 信息微納傳感器陣列及其光電系統(tǒng)集成，研制生理活性分子 的高性能傳感器件，用于神經(jīng)系統(tǒng)重大疾病檢測診斷與調(diào)控 干預(yù)、高時空分辨活體分析應(yīng)用示范等?？己酥笜?biāo)：建立納米顆粒和高分子納米功能薄膜修飾的 微納傳感器陣列檢測方法、基于光開關(guān)納米組裝體技術(shù)的對 特定細(xì)胞精準(zhǔn)靶向的光調(diào)控干預(yù)方法；實現(xiàn)化學(xué)信號/ /電生理信號活體同步實時記錄；從組織切片

21、到活體細(xì)胞生理、化學(xué) 定量檢測與調(diào)控干預(yù)的關(guān)鍵技術(shù)，檢測分辨率達(dá)到單細(xì)胞水 平，時間分辨率達(dá) 0.030.03 msms；發(fā)病機制應(yīng)用研究以及定位診斷、 手術(shù)規(guī)劃臨床前試驗， 獲得 2 2 種以上可經(jīng) CFDACFDA 批準(zhǔn)的微納 器件和微納傳感器系統(tǒng)。4.34.3 X X 射線衍射光譜與成像納米器件及集成研究內(nèi)容：面向高能光譜與成像的應(yīng)用需求，研究光譜分光調(diào)控和成像相位分布的物理機制，設(shè)計與研制高分辨X X射線渦旋成像與光譜分辨的納米器件；研究 X X 射線輻射引起的器件失效機理及加固方法，開發(fā) X X 射線衍射成像原型驗證 系統(tǒng)?？己酥笜?biāo)：X X 射線衍射納米器件的線密度大于6000600

22、0 線/mm/mm、結(jié)構(gòu)高寬比大于 300300，應(yīng)用能量范圍 100100 eV-12eV-12 keVkeV， 編制微納結(jié)構(gòu)檢測國家標(biāo)準(zhǔn) 1-21-2 項。衍射成像分辨率優(yōu)于 5050 nmnm，實現(xiàn)可控的渦旋嬗變；一級光譜色分辨率大于2000020000。實現(xiàn)在同步輻射、激光聚變等領(lǐng)域的演示應(yīng)用114.44.4 高密度交叉陣列結(jié)構(gòu)的新型存儲器件與集成研究內(nèi)容：面向交叉陣列結(jié)構(gòu)存儲器的嵌入式應(yīng)用，研 究高性能納米選通器件的新材料和新結(jié)構(gòu)物理問題，設(shè)計與 研發(fā)與選通管兼容的存儲結(jié)構(gòu)；研究與標(biāo)準(zhǔn) CMOSCMOS 工藝的關(guān) 鍵集成技術(shù)；開發(fā)新一代嵌入式存儲芯片?？己酥笜?biāo)：納米選通器件單元尺寸小

23、于o.o36o.o36m,驅(qū)動電流大于 400400 卩 A,A,漏電流小于 5050 pApA，疲勞特性大于 10109, ,實 現(xiàn)存儲容量為128128 MbMb 高密度存儲芯片，并在物聯(lián)網(wǎng)以及移 動電話上實現(xiàn)示范應(yīng)用。4.54.5 納米邏輯運算器件研究內(nèi)容：面向存儲與計算融合的非馮諾依曼計算架構(gòu)，研究突破傳統(tǒng) CMOSCMOS 電平邏輯的非揮發(fā)邏輯器件，探索兼容 CMOSCMOS 技術(shù)的非揮發(fā)邏輯新材料、納米結(jié)構(gòu)和集成方 法；研究非揮發(fā)邏輯器件性能調(diào)控方法與非易失性布爾邏輯 運算原理，并開發(fā)相應(yīng)的信息處理新應(yīng)用?？己酥笜?biāo)：研制出 CMOSCMOS 兼容的小尺寸（W100100 nnnn）

24、、高 速（ 100100nsns）、低功耗（ 1 1 pJpJ）非揮發(fā)邏輯器件；完成 1616 種基本布爾邏輯；實現(xiàn)非揮發(fā)邏輯器件和 CMOSCMOS 電路混合集 成的模擬計算加速原型芯片，其中非揮發(fā)邏輯器件集成規(guī)模 大于 4K4K。4.64.6 低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性和輸運性質(zhì)調(diào)控及其微納器件 研究內(nèi)容：制備少層二維電子材料和少層磁性材料，在 原子、分子層次進(jìn)行二維功能材料的堆垛組裝；自旋量子效 應(yīng)下的低維磁性異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計合成；在強磁場下研究磁性 低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的表面磁性結(jié)構(gòu)以及動力學(xué)行為；研究12電 子- -聲子相互作用，自旋- -軌道耦合效應(yīng)在磁性低維異質(zhì)納米 結(jié)構(gòu)中的作用；制備具有磁性

25、低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的微納器件 并研究其磁性和輸運性質(zhì)，發(fā)展磁性調(diào)控的高遷移率器件與 多功能材料的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)?？己四繕?biāo)：磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)可控制備技術(shù)，提出 異質(zhì)表界面構(gòu)筑的新規(guī)律；實現(xiàn) 2-82-8 層二維材料的精確堆垛，堆垛角度分辨率乞 5 5 度，位移精度遼 2 2 微米，制成磁性多功能 異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)材料；實現(xiàn)低于101015-10-1016/cm/cm3的載流子濃度、高于 6 6 10103cmcm2/(V/(V s)s)的遷移率的表面電輸運性質(zhì)；闡明門電壓調(diào)控電子遷移率、彈道輸運行為、界面折射率等物理性質(zhì)；分形量子霍爾效應(yīng)等物理現(xiàn)象下的新奇特性；磁性低維異質(zhì) 納米結(jié)構(gòu)在高遷移率器件與

26、應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。4.74.7 微納結(jié)構(gòu)硅基混合集成寬帶高速光訪存芯片 研究內(nèi)容：硅基混合微納結(jié)構(gòu)中光子與電子的相互作用 新機理，研究高增益激光陣列、 超高帶寬硅基調(diào)制/ /復(fù)用新器 件、波長相關(guān)和低損耗 AWGAWG 路由器、高響應(yīng)度高速硅基探 測器陣列及其集成技術(shù)，滿足未來高密度光集成技術(shù)需求，突破大數(shù)據(jù)處理、寬帶光傳輸和高性能計算中的數(shù)據(jù)訪存帶寬限制考核指標(biāo)： 實現(xiàn)信息光電子技術(shù)與 CMOSCMOS 技術(shù)的高度兼 容， 支持 DWDMDWDM光互連的硅基 III-VIII-V 激光器及 1616 陣列、硅 基 100100 GbpsGbps 高階調(diào)制/復(fù)用及陣列、硅基3232 路波導(dǎo)陣列A

27、WGAWG 復(fù)用/解復(fù)用/循環(huán)尋址核心器件，突破大數(shù)據(jù)信息 訪存墻，實現(xiàn)單路100100 GbpsGbps 的硅基光收發(fā)能力、1.61.6 TbpsTbps 的 硅基波分復(fù)用集成光引擎、達(dá)到51.251.2 TbpsTbps 的數(shù)據(jù)吞吐量。135.5.能源轉(zhuǎn)換與存儲納米材料與技術(shù)5.15.1 化學(xué)能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵納米材料與器件研究內(nèi)容：基于非貴金屬催化劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的 納米功能材料及其轉(zhuǎn)換過程、反應(yīng)動力學(xué)、轉(zhuǎn)換速率與穩(wěn)定 性演變規(guī)律等基礎(chǔ)科學(xué)問題，高效碳基納米催化材料的設(shè)計 及宏量可控制備技術(shù)、表界面可控功能化及應(yīng)用器件?？己酥笜?biāo)：以碳基納米催化劑組裝的新型化學(xué)能源轉(zhuǎn)換 器件的功率密度 1

28、 1 W/cmfW/cmf，耐久性 10001000 小時，能量轉(zhuǎn)換效 率50%50%5.25.2 高效有機納米薄膜光伏材料和大面積器件制備研究內(nèi)容：有機太陽能電池中的關(guān)鍵材料制備；多功能 層中的納米結(jié)構(gòu)表面/ /界面特性調(diào)控；高性能有機納米薄膜太 陽能電池制造技術(shù)。考核指標(biāo)：發(fā)展新型高效率有機光伏材料體系；發(fā)展電池多功能層納米結(jié)構(gòu)與光電特性的控制方法；提出多功能層 納米薄膜太陽能電池結(jié)構(gòu)與工作機理；提高新型有機納米薄 膜太陽能電池光伏效率和穩(wěn)定性，實驗室電池效率15%15%或世界最高水平；小型組件效率達(dá)到實驗室電池效率之80%80% ； 封裝池穩(wěn)定性達(dá) 3 3 年以上；典型器件實現(xiàn)應(yīng)用示范。

29、5.35.3 新型化學(xué)能源存儲的納米材料及新體系研究內(nèi)容：具有高能量密度的新型化學(xué)能源存儲器件的納米材料的精準(zhǔn)設(shè)計與可控合成，納米電極材料結(jié)構(gòu)與電池 性能之間的本征關(guān)系，電池材料在充放電過程中成分結(jié)構(gòu)的 實時監(jiān)測與原位表征技術(shù)，14能量密度、循環(huán)壽命、安全性協(xié) 同提升策略?？己酥笜?biāo)：通過納米技術(shù)全面提升新型儲能電池的綜合性能，具有應(yīng)用價值的高比容量新型納米電極材料，新型電 池能量密度500500 Wh/kg,Wh/kg,循環(huán)壽命300300 次,其中正極材料比 容量 300300 mAh/gmAh/g。5.45.4 高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化材料與工程化研究內(nèi)容：闡明碳- -氧鍵高效構(gòu)

30、建與重組制高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化活性中心的精細(xì)結(jié)構(gòu)特征，從原子、分子層次到介觀尺度揭示納米催化活性中心結(jié)構(gòu)與碳- -氧鍵高效構(gòu)建與重組之間的構(gòu)效關(guān)系和反應(yīng)機理，突破納米 催化劑規(guī)?；苽浼夹g(shù)，建立中試和工業(yè)示范?？己酥笜?biāo)：突破碳- -氧鍵高效構(gòu)建與重組制高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化劑的基礎(chǔ)理論和技術(shù)瓶頸，研發(fā)納 米催化劑規(guī)模化制備共性技術(shù)及多相催化綠色生產(chǎn)工藝，形 成基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)示范的全鏈條技術(shù)解決方案。創(chuàng)制 5-85-8 種新多相納米催化劑，建立4-64-6 種高附加值、國家緊缺的精細(xì)化工產(chǎn)品如乙二醇、甲基丙烯酸甲酯、二羥基丙 酮等的工業(yè)示范裝置。5.55.5 仿生能量轉(zhuǎn)換的納米材料及器件研究內(nèi)容：仿生納米孔道結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)換機制，納米孔 道的結(jié)構(gòu)、組成等對能源轉(zhuǎn)換效率的影響，一體化能源轉(zhuǎn)換 器件的集成與封裝，人工