PDF《2019 年度项目申报指南 （征求意见稿）》

1 变革性技术关键科学问题 重点专项

2019 年度项目申报指南 (征求意见稿) 变革性技术是指通过科学或技术的创新和突破,对已有 传统或主流的技术、工艺流程等进行一种另辟蹊径的革新, 并对经济社会发展产生革命性、 突变式进步的技术.

变革性 技术关键科学问题 重点专项重点支持相关重要科学前沿或 我国科学家取得原创突破,应用前景明确,有望产出具有变 革性影响技术原型,对经济社会发展产生重大影响的前瞻 性、原创性的基础研究和前沿交叉研究.

2019 年本重点专项将围绕信息、能源、地学、制造、材料、生命科学及交叉(含数学)等6个领域方向部署项目. 1. 高效热电磁全固态能源转换新材料 研究内容:研究电子-声子-自旋/局域磁场相互作用及其 物理新机制和新效应,研发同时具有高热电性能和高磁熵变 等多功能的新材料,研究其材料设计、精细结构表征及其构 效关系、超快速制备新技术与结构控制原理.研究热电磁多 功能新型器件设计与制造方法,热电磁能量转换新原理与热 电磁全固态制冷原型系统.

2 考核指标:建立热电磁多功能特性协同调控理论与方 法,发现 2-3 种热电磁全固态能源转换新材料,发展 1-2 种 变革性新技术,热电磁全固态制冷原型系统制冷系数达到 3.0-4.0. 2. 铌酸锂薄膜重要片上光子器件研究 研究内容:研究高品质铌酸锂薄膜光波导、光学微腔, 以及光学超晶格等光学微结构的制备;

研究片上光子频率高 速调谐,以及片上纠缠光子对产生;

研究以光子频率作为量 子信息编码实现量子逻辑门操作;

研制片上有源光量子器 件、 可编程光量子信息处理芯片, 及片上光频梳等重要器件. 考核指标:铌酸锂单模光波导损耗达到 0.01 dB/cm 量级,微腔光学品质达到

108 量级;

片上高速光子频率调制带 宽大于 40GHz,半波电压小于

2 V;

片上双光子频率纠缠态 的纠缠度大于 90%;

频率编码两量子比特逻辑门操作保真度 大于 85%;

光频梳器件谱宽大于 300nm. 3. 高能量密度二次电池材料 研究内容:面向新一代智能电动汽车和可穿戴式设备的 需求,突破二次电池的体积能量密度和安全性瓶颈,研究分 级纳米超结构负极材料反应过程原位观测和动力学性能调 控技术、高能量密度梯度正极材料原位观测和界面调控技 术、多级结构纳米导电材料输运性能调控技术和储能器件设

3 计、材料匹配与制造工艺,研制出新一代高能量密度锂离子 电池和柔性可穿戴电池. 考核指标:设计和制备分级纳米超结构负极材料,储锂 密度比现有石墨负极材料提升一倍以上;

设计和制备高能量 密度梯度正极材料,比现有正极材料提升 20%以上;

建立纳 米正/负极材料的中子衍射、高分辨电镜、Raman 光谱、X 射 线三维成像等原位观测方法,设计和制造高能量密度二次电 池,动力电池能量密度≥1000Wh/L,循环寿命大于

1000 次, 安全性达到国标要求柔性,与人体友好的可穿戴高能量密度 电池能量密度≥400Wh/L,循环寿命大于

500 次. 4. 石墨烯基第三代+ 深紫外固态光源器件 研究内容:发展介电衬底上石墨烯的直接生长方法,获 得高质量、大面积、层数可控、掺杂浓度和晶畴尺寸可调的 石墨烯薄膜,实现宏量制备;

研究石墨烯上氮化物薄膜的生 长机制, 解决氮化物异质外延中晶格失配和热失配的瓶颈 问题,建立范德华外延生长氮化物的系统理论,实现大尺寸 非晶衬底上高质量氮化物的可控制备技术;