PDF《“变革性技术关键科学问题”重点专项 2019 年度项目申报指南》

设计和制备高能量密度梯度正极材料,和 金属锂负极配对,该正极材料能量密度达到

3200 Wh/L 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, 动力电池能量密度不小于

1000 Wh/L,循环寿命大于

1000 次,安―4―全性达到国标要求;

设计和制造所有材料与人体友好的可穿戴高 能量密度电池, 能量密度不小于

400 Wh/L, 循环寿命大于

500 次, 安全性达到医用要求. 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 延生长氮化物的理论模型,实现大尺寸非晶衬底上高质量氮化物 的可控制备技术;

研制非晶衬底上深紫外发光器件;

发展基于石 墨烯的器件转移技术,实现深紫外发光器件的柔性构筑. 考核指标:实现介电衬底上高质量石墨烯样品的直接生长, 建立大面积(不小于

12 英寸) 、层数可控(1~5 层) 、缺陷密度可 调、单层覆盖率 95%以上的宏量制备方法;

实现非晶衬底上 AlN 材料位错密度低于 5*108 cm-2 ,UVC 波段深紫外固态光源内量子 效率大于 30%;

获得柔性深紫外固态光源的原型器件;

建立相应 工艺示范线,具备年产

5000 片12 英寸石墨烯玻璃的能力. 5. 宽波段光电探测材料 研究内容: 针对全天候、 全天时高分辨率对地成像观测需要, 开展具有宽波段响应特性的光电探测材料新体系设计;

研究其 n 型和 p 型杂质能级特征,并探索其掺杂和激活工艺;

研究其异质 ―

5 ― 外延薄膜微观结构及界面特征演化规律,并构造其多层膜;

研制 宽光谱多波段光电探测原型器件,并开展其在航天光学载荷中应 用价值评估考核. 考核指标:构建材料组份与禁带宽度关系数据库,实现禁带 宽度介于

90 meV~4.1 eV 可调可控,实现紫外到长波红外探测的 全覆盖;

探索出 n 型和 p 型掺杂方案, 材料的载流子浓度在 1*1016 cm-3 ~1*1020 cm-3 的范围内可调可控;

掌握其外延薄膜微观结构― 宏观性质―制备工艺的内在联系,实现

2 英寸薄膜及其多层膜的 异质外延生长控制;

形成宽光谱多波段光电探测器件设计准则, 获得器件制造工艺, 所研制原型器件对紫外、可见光、中波红外、 长波红外辐射的探测率分别达到 1*1013 Jones(350 nm,77 K) 、 1*1012 Jones (550 nm,

77 K) 、 1*1011 Jones (3 μm,

77 K) 及1*1010 Jones(10 μm,77 K) . 6. 电子束层凝制备超纯净高均质高温合金 研究内容:电子束精炼高温合金中微量杂质元素去除机制及 合金元素调控方法;

电子束层凝高温合金均质化控制原理;

高温 合金的化学近程序团簇结构及超纯净合金化再设计;

粉末制件与 超纯母合金的组织遗传性及其疲劳性能;

超纯净高均质难变形高 温合金的塑性变形机理及其组织性能调控;

超纯净单晶高温合金 的铸造缺陷控制及力学性能评价.突破现有高温合金纯净度低、 偏析高的冶金质量瓶颈,探索超纯净高均质高温合金电子束层凝 ―

6 ― 技术体系,并进行验证性应用. 考核指标: 揭示高温合金电子束层凝过程中微量杂质元素及 夹杂物去除机制;