納米科技重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2017指南

1、“納米科技”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2017年度項(xiàng)目申報(bào)指南建議為繼續(xù)保持我國(guó)在納米科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)，并推動(dòng)相關(guān)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，按照國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）部署，根據(jù)國(guó)務(wù)院關(guān)于深化中央財(cái)政科技計(jì)劃（專(zhuān)項(xiàng)、基金等）管理改革的方案，科技部、教育部、中國(guó)科學(xué)院等部門(mén)組織專(zhuān)家編制了“納米科技”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施方案?！凹{米科技”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)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(guó)際影響力，力爭(zhēng)在若干優(yōu)勢(shì)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)化改性、新型納米藥物的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化等。保持我國(guó)納米

2、科技在國(guó)際上處于第一梯隊(duì)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(duì)；加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的銜接，帶動(dòng)和支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快國(guó)家級(jí)納米科技科研機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新鏈的建設(shè)，推動(dòng)納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)相關(guān)研究和應(yīng)用示范基地的發(fā)展?！凹{米科技”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)將部署7個(gè)方面的研究任務(wù)：1.納米科學(xué)重大基礎(chǔ)問(wèn)題；2.新型納米制備與加工技術(shù)；3.納米表征與標(biāo)準(zhǔn)；4.納米生物醫(yī)藥；5.納米信息材料與器件；6.能源納米材料與技術(shù)；7.環(huán)境納米材料與技術(shù)。2016年，納米科技重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)圍繞以上主要任務(wù)，共立項(xiàng)支持43個(gè)研究項(xiàng)目（其中青年科學(xué)家項(xiàng)目10項(xiàng)）。根據(jù)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施方案和“十三五”期間有

3、關(guān)部署，2017年，納米科技重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)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(xiàng)目，擬優(yōu)先支持28個(gè)研究方向（每個(gè)方向擬支持12個(gè)項(xiàng)目）。申報(bào)單位針對(duì)重要支持方向，面向解決重大科學(xué)問(wèn)題和突破關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，組織申報(bào)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)須覆蓋全部考核指標(biāo)。鼓勵(lì)圍繞一個(gè)重大科學(xué)問(wèn)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(xiàng)目。鼓勵(lì)依托國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等重要科研基地組織項(xiàng)目。項(xiàng)目執(zhí)行期一般為5年。一般項(xiàng)目下設(shè)課題數(shù)原則上不超過(guò)4個(gè)，每個(gè)項(xiàng)目所含單位數(shù)控制在4個(gè)以內(nèi)。擬支持青年科學(xué)家項(xiàng)目不

4、超過(guò)10個(gè)，任務(wù)總經(jīng)費(fèi)不超過(guò)5000萬(wàn)元。青年科學(xué)家項(xiàng)目可參考重要支持方向組織項(xiàng)目申報(bào)，但不受研究?jī)?nèi)容和考核指標(biāo)限制。 1. 新型納米結(jié)構(gòu)材料與功能材料1.1 新型納米結(jié)構(gòu)材料研究?jī)?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(jì)、制備原理與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)納米金屬結(jié)構(gòu)材料的多級(jí)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；探索納米金屬結(jié)構(gòu)材料的工業(yè)應(yīng)用。 考核指標(biāo)：實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征尺寸<50 nm的納米金屬結(jié)構(gòu)材料可控制備和多級(jí)構(gòu)筑技術(shù)；研究極小尺寸（特征尺寸<10 nm）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(qiáng)度-均

5、勻延伸率之積提高>30%，疲勞壽命和磨損率分別提高10倍；實(shí)現(xiàn)2-4種納米金屬結(jié)構(gòu)材料在軸類(lèi)部件工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。 1.2 有機(jī)納米光子學(xué)材料的可控組裝與器件集成研究?jī)?nèi)容：具有光開(kāi)關(guān)、光調(diào)制、光電耦合等特定光子學(xué)功能的有機(jī)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(jī)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)?？己酥笜?biāo)：有機(jī)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(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)材料光子學(xué)行為的調(diào)控機(jī)制；有機(jī)納米材料在柔性光子和光電子集成器件中的應(yīng)用。有機(jī)微納激光陣列的發(fā)射波長(zhǎng)在400-800 nm范圍可調(diào)；有機(jī)光泵浦激光閾值<60 nJ/(c

6、m2·pulse)；有機(jī)微納電控光開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間<3 ns，光控開(kāi)關(guān)器件增益>10000；有機(jī)納米材料的載流子遷移率>40 cm2/(V·s)的同時(shí)，熒光量子產(chǎn)率>50 %；有機(jī)光子學(xué)集成器件尺寸>15 cm × 15 cm。 1.3 納米復(fù)合材料制備及實(shí)用化研究?jī)?nèi)容：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(duì)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?？己酥笜?biāo)：優(yōu)化納米復(fù)合材料性能的實(shí)用化設(shè)計(jì), 建立功能可調(diào)的宏觀尺度納米

7、復(fù)合材料的構(gòu)筑與構(gòu)效關(guān)系；寬頻段電磁波吸收特性的超黑表面復(fù)合涂層，涂層在鋁合金等材料表面附著力滿足ISO等級(jí)1，斷裂延伸率5%，對(duì)入射光吸收能力>99.5%，減少反射等噪聲信號(hào)，實(shí)現(xiàn)空間在軌實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)；制備面向航天飛行器隔熱防火應(yīng)用的輕質(zhì)、高強(qiáng)材料，其密度<0.1 g/cm3，輕質(zhì)網(wǎng)狀泡沫材料可壓縮>50 %，室溫下導(dǎo)熱系數(shù)<0.03 W/(m·K)，燃燒等級(jí)達(dá)到難燃或不燃。 1.4 高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料的可控制備與性能調(diào)控研究?jī)?nèi)容：新穎共軛分子自組裝基元的設(shè)計(jì)合成；維數(shù)可控、大面積、高有序有機(jī)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

8、的有機(jī)半導(dǎo)體納米材料的可控制備與調(diào)控；高遷移率有機(jī)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。考核指標(biāo)：高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料的設(shè)計(jì)與合成方法；調(diào)控有機(jī)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>50 cm2/(V·s)的p-型半導(dǎo)體、電子遷移率>15 cm2/(V·s)的n-型半導(dǎo)體、以及空穴遷移率>5.0 cm2/(V·s)和電子遷移率>5.0 cm2/(V·s)的雙極性有機(jī)半導(dǎo)體納米功能材料；有機(jī)半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的集成技術(shù)，其集成器件的載流子遷移率> 3.0 cm2/(V·s)

9、。2. 納米結(jié)構(gòu)的表征與檢測(cè)技術(shù) 2.1 新型納米材料高效結(jié)構(gòu)優(yōu)化與功能預(yù)測(cè)研究?jī)?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(píng)估理論和計(jì)算方法；實(shí)現(xiàn)對(duì)新型納米光催化材料、相變納米記憶存儲(chǔ)材料、低維自旋電子器件材料等的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)機(jī)理、穩(wěn)定性及物性的優(yōu)化與準(zhǔn)確預(yù)測(cè)?？己酥笜?biāo)：優(yōu)化搜索周期短于1周（168小時(shí)），并行任務(wù)數(shù)超過(guò)100，1000個(gè)以上納米體系的快速結(jié)構(gòu)及相變路徑預(yù)測(cè)，同期實(shí)現(xiàn)50個(gè)以上體系催化活性動(dòng)力學(xué)高效評(píng)估；篩選預(yù)測(cè)3種以上新型可見(jiàn)光光解水、低碳能源轉(zhuǎn)化催化材料的結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)機(jī)理和穩(wěn)定性；預(yù)測(cè)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(zhǎng)機(jī)理。

10、 2.2 單分子器件的原位高靈敏測(cè)量技術(shù)研究?jī)?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(shí)現(xiàn)單分子異質(zhì)結(jié)的可控精準(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(cè)，并將測(cè)量靈敏度推進(jìn)到單電子、單光子極限水平，實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)時(shí)間分辨率，實(shí)現(xiàn)信噪比大于1000的整流/開(kāi)關(guān)比，實(shí)現(xiàn)1000個(gè)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(shí)現(xiàn)電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等外場(chǎng)對(duì)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(cè)量技術(shù)。 2.3 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?jī)?nèi)容：發(fā)展和應(yīng)用高

11、空間分辨和時(shí)間分辨的力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)測(cè)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(guò)程?？己酥笜?biāo)：在單鍵水平測(cè)量原子、離子、分子間（弱）相互作用，達(dá)到原子尺度、空間取向分辨、小于10皮牛力的測(cè)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(diǎn)缺陷的原子配位、構(gòu)型以及電子態(tài)特征，實(shí)現(xiàn)原位飛秒時(shí)間分辨的譜學(xué)測(cè)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(cè)，實(shí)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. 納米醫(yī)學(xué)診斷新方法與納米藥物研制 3.1 病原體的納米檢測(cè)及

12、體外診斷新方法研究?jī)?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(cè)技術(shù)和方法；病原體（如流感病毒）快速檢測(cè)及感染機(jī)制研究?？己酥笜?biāo)：1-2種用于病原體快速檢測(cè)的熒光納米材料的規(guī)?；思?jí)）制備方法，實(shí)現(xiàn)材料化學(xué)組成、尺寸、結(jié)構(gòu)（能級(jí)）、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1-2種特定病原體檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)靈敏度達(dá)到單個(gè)病毒顆粒水平；1-2種病原體感染機(jī)制研究的動(dòng)態(tài)示蹤方法；2-3種使用納米材料標(biāo)記的臨床檢測(cè)試劑和試劑盒。 3.2 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?jī)?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(duì)惡性腫瘤（如胃癌、乳

13、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)：建立不含有毒重金屬無(wú)機(jī)納米材料標(biāo)記的快速檢測(cè)技術(shù)和方法，針對(duì)惡性腫瘤（如胃癌、乳腺癌、肝癌）等重大疾病，實(shí)現(xiàn)高靈敏、高組織穿透的原位檢測(cè)和實(shí)時(shí)示蹤，靈敏度達(dá)到單分子或單細(xì)胞水平；發(fā)展1-2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(cè)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(shí)現(xiàn)納米技術(shù)在人體分子影像與臨床應(yīng)用的突破。 3.3 惡性腫瘤早期診斷的體外檢測(cè)用納米材料、器件及技術(shù)研究?jī)?nèi)容：研發(fā)針對(duì)惡性腫瘤（如肺癌、胰腺癌）等重大疾病的早期檢測(cè)的、可替代活檢的臨床血液與體液等納米檢測(cè)技術(shù)和方法，如捕獲與

14、分離痕量生物質(zhì)用的納米材料、微流控等生物測(cè)控器件及技術(shù)?？己酥笜?biāo)：針對(duì)待測(cè)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(cè)靈敏度達(dá)到單細(xì)胞或單分子水平；發(fā)展1-2種痕量細(xì)胞定量納米分離檢測(cè)等新技術(shù)，滿足重大疾病早期檢測(cè)與術(shù)后監(jiān)測(cè)、惡性腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究等的需求。研制3-5種采用納米材料或器件、經(jīng)CFDA批準(zhǔn)的臨床用檢測(cè)試劑和試劑盒。 3.4 抗腫瘤新型納米藥物及制備關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?nèi)容：針對(duì)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(hào)通路等策略，實(shí)現(xiàn)納米藥物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥理論的新突破；開(kāi)展抗腫瘤納米藥物的

15、規(guī)?；苽?、在線質(zhì)量控制、制備過(guò)程的自動(dòng)化與智能化控制等原創(chuàng)性關(guān)鍵技術(shù)研究?？己酥笜?biāo)：建立原創(chuàng)性抗乳腺癌等藥物的納米輸送技術(shù),揭示納米藥物抗腫瘤轉(zhuǎn)移和耐藥的作用原理與分子機(jī)制，建立自動(dòng)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種以上注射級(jí)納米材料獲得生產(chǎn)許可, 采用納米技術(shù)提高10個(gè)抗癌候選藥物的成藥性，1-2種具有抗腫瘤轉(zhuǎn)移或耐藥功效的納米新藥獲得CFDA臨床試驗(yàn)許可。 3.5 納米材料類(lèi)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?jī)?nèi)容：設(shè)計(jì)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(cè)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技術(shù)相結(jié)合

16、，研究血液系統(tǒng)重大疾病的關(guān)鍵問(wèn)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(lèi)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(cè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；揭示1-2種造血系統(tǒng)重大疾病的致病及耐藥機(jī)制；獲得2-3種經(jīng)CFDA批準(zhǔn)，可投入臨床應(yīng)用的納米酶檢測(cè)試劑盒，1-2種納米診療技術(shù)進(jìn)入臨床前實(shí)驗(yàn)。 3.6 納米技術(shù)對(duì)腫瘤微環(huán)境調(diào)控及新型納米藥物研究?jī)?nèi)容：針對(duì)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(lèi)型，研究納米技術(shù)在針對(duì)腫瘤微環(huán)境調(diào)控，改善腫瘤惡性表型和提高療效等方面的機(jī)制，結(jié)合腫瘤的綜合治

17、療，發(fā)展新型納米藥物和藥物載體材料?？己酥笜?biāo)：運(yùn)用生物分子或高生物相容性分子精準(zhǔn)自組裝等技術(shù)，發(fā)展新型納米藥物和藥物載體，提出和完善3-5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2-4種解析納米藥物在細(xì)胞和活體的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝機(jī)制和安全性評(píng)價(jià)的創(chuàng)新方法，獲得2-3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(shū)。 4. 高性能納米光電器件4.1 表面等離激元高效光-熱轉(zhuǎn)換機(jī)理及原型器件研究?jī)?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(jī)理及其在光-熱、光-電、熱-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(qiáng)效應(yīng)及其相關(guān)光電信息器件原理,如：光吸收器、熱輻射

18、器、光探測(cè)器等；利用光致熱載流子原理的中紅外光源和探測(cè)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(guò)程的機(jī)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（400納米到20微米）吸收且平均效率高于95%的納米結(jié)構(gòu)光吸收器，獲得品質(zhì)因子高于100、輸出功率調(diào)控范圍大于10 dB、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至12微米）納米結(jié)構(gòu)窄帶熱輻射器；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(cè)器光子能量探測(cè)極限，拓展到中紅外波段（3微米及更長(zhǎng)波段）；光致熱載流子中紅外光源和探測(cè)原型器件。 4.2 高性能微納傳感器陣列及光電系

19、統(tǒng)集成研究?jī)?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(cè)診斷與調(diào)控干預(yù)、高時(shí)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(cè)方法、基于光開(kāi)關(guān)納米組裝體技術(shù)的對(duì)特定細(xì)胞精準(zhǔn)靶向的光調(diào)控干預(yù)方法；實(shí)現(xiàn)化學(xué)信號(hào)/電生理信號(hào)活體同步實(shí)時(shí)記錄；從組織切片到活體細(xì)胞生理、化學(xué)定量檢測(cè)與調(diào)控干預(yù)的關(guān)鍵技術(shù)，檢測(cè)分辨率達(dá)到單細(xì)胞水平，時(shí)間分辨率達(dá)0.03 ms；發(fā)病機(jī)制應(yīng)用研究以及定位診斷、手術(shù)規(guī)劃臨床前試驗(yàn)，獲得2種以上可經(jīng)CFDA批準(zhǔn)的微納器件和微納傳感器系統(tǒng)。 

20、;4.3 X射線衍射光譜與成像納米器件及集成研究?jī)?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(jī)制，設(shè)計(jì)與研制高分辨X射線渦旋成像與光譜分辨的納米器件；研究X射線輻射引起的器件失效機(jī)理及加固方法，開(kāi)發(fā)X射線衍射成像原型驗(yàn)證系統(tǒng)?？己酥笜?biāo)：X射線衍射納米器件的線密度大于6000線/mm、結(jié)構(gòu)高寬比大于300，應(yīng)用能量范圍100 eV-12 keV，編制微納結(jié)構(gòu)檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1-2項(xiàng)。衍射成像分辨率優(yōu)于50 nm，實(shí)現(xiàn)可控的渦旋嬗變；一級(jí)光譜色分辨率大于20000。實(shí)現(xiàn)在同步輻射、激光聚變等領(lǐng)域的演示應(yīng)用。 4.4 高密度交叉陣列結(jié)構(gòu)的新型存儲(chǔ)器件與集成研究?jī)?nèi)容：

21、面向交叉陣列結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)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(wèn)題，設(shè)計(jì)與研發(fā)與選通管兼容的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；研究與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的關(guān)鍵集成技術(shù)；開(kāi)發(fā)新一代嵌入式存儲(chǔ)芯片?？己酥笜?biāo)：納米選通器件單元尺寸小于0.036 m2，驅(qū)動(dòng)電流大于400 A, 漏電流小于50 pA，疲勞特性大于109, 實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)容量為128 Mb高密度存儲(chǔ)芯片，并在物聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)電話上實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。 4.5 納米邏輯運(yùn)算器件研究?jī)?nèi)容：面向存儲(chǔ)與計(jì)算融合的非馮諾依曼計(jì)算架構(gòu)，研究突破傳統(tǒng)CMOS電平邏輯的非揮發(fā)邏輯器件，探索兼容CMOS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)

22、控方法與非易失性布爾邏輯運(yùn)算原理，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的信息處理新應(yīng)用?？己酥笜?biāo)：研制出CMOS兼容的小尺寸（100 nm）、高速（100 ns）、低功耗（1 pJ）非揮發(fā)邏輯器件；完成16種基本布爾邏輯；實(shí)現(xiàn)非揮發(fā)邏輯器件和CMOS電路混合集成的模擬計(jì)算加速原型芯片，其中非揮發(fā)邏輯器件集成規(guī)模大于4K。 4.6 低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性和輸運(yùn)性質(zhì)調(diào)控及其微納器件研究?jī)?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(jì)合成；在強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)力學(xué)行為；研究電子-聲子相互作用，自旋-軌道耦合效應(yīng)

23、在磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)中的作用；制備具有磁性低維異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的微納器件并研究其磁性和輸運(yùn)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(shí)現(xiàn)2-8層二維材料的精確堆垛，堆垛角度分辨率5度，位移精度2微米，制成磁性多功能異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)材料；實(shí)現(xiàn)低于1015-1016/cm3的載流子濃度、高于6 103 cm2/(V·s)的遷移率的表面電輸運(yùn)性質(zhì)；闡明門(mén)電壓調(diào)控電子遷移率、彈道輸運(yùn)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)在高遷移率器件與應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

24、0;4.7 微納結(jié)構(gòu)硅基混合集成寬帶高速光訪存芯片研究?jī)?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(jī)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(zhǎng)相關(guān)和低損耗AWG路由器、高響應(yīng)度高速硅基探測(cè)器陣列及其集成技術(shù)，滿足未來(lái)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(jì)算中的數(shù)據(jù)訪存帶寬限制?？己酥笜?biāo)：實(shí)現(xiàn)信息光電子技術(shù)與CMOS技術(shù)的高度兼容，支持DWDM光互連的硅基III-V激光器及16陣列、硅基100 Gbps高階調(diào)制復(fù)用及陣列、硅基32路波導(dǎo)陣列AWG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(shí)現(xiàn)單路100 Gbps的硅基光收發(fā)能力、1.6 Tbps的硅基

25、波分復(fù)用集成光引擎、達(dá)到51.2 Tbps的數(shù)據(jù)吞吐量。 5. 能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)納米材料與技術(shù)5.1 化學(xué)能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵納米材料與器件研究?jī)?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(guò)程、反應(yīng)動(dòng)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(wèn)題，高效碳基納米催化材料的設(shè)計(jì)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 W/cm2，耐久性1000小時(shí)，能量轉(zhuǎn)換效率50%。 5.2 高效有機(jī)納米薄膜光伏材料和大面積器件制備研究?jī)?nèi)容：有機(jī)太陽(yáng)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

26、；高性能有機(jī)納米薄膜太陽(yáng)能電池制造技術(shù)?？己酥笜?biāo)：發(fā)展新型高效率有機(jī)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(yáng)能電池結(jié)構(gòu)與工作機(jī)理；提高新型有機(jī)納米薄膜太陽(yáng)能電池光伏效率和穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)室電池效率15%或世界最高水平；小型組件效率達(dá)到實(shí)驗(yàn)室電池效率之80%；封裝池穩(wěn)定性達(dá)3年以上；典型器件實(shí)現(xiàn)應(yīng)用示范。 5.3 新型化學(xué)能源存儲(chǔ)的納米材料及新體系研究?jī)?nèi)容：具有高能量密度的新型化學(xué)能源存儲(chǔ)器件的納米材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)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(guò)程中成分結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與原位表征技術(shù)，能量密度、循環(huán)壽命、安全性

27、協(xié)同提升策略?？己酥笜?biāo)：通過(guò)納米技術(shù)全面提升新型儲(chǔ)能電池的綜合性能，具有應(yīng)用價(jià)值的高比容量新型納米電極材料，新型電池能量密度500 Wh/kg，循環(huán)壽命300次，其中正極材料比容量300 mAh/g。 5.4 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?jī)?nèi)容：闡明碳-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(jī)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)?；苽涔残约夹g(shù)及多相催化綠色生產(chǎn)工藝，形成基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)示范的全鏈條技術(shù)解決方案。創(chuàng)制5-8種新多相納米催化劑，建立4-6種高附加值、國(guó)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。 5.5 仿生能量轉(zhuǎn)換的納米材料及器件研究?jī)?nèi)容：仿生納米孔道結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，納米孔道的結(jié)構(gòu)、組成等對(duì)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，人工光合作用及鹽差發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用示范。考核指標(biāo)：揭示生物離子通道高效能量轉(zhuǎn)換的機(jī)