2014

发布者:朱枫发布时间:2020-03-19浏览次数:159


1. 崔铁军教授领衔的“新型人工电磁媒质对电磁波的调控研究”项目荣获自然科学二等奖

    项目组在国家自然科学基金重大项目等资助下,深入研究了人工媒质对电磁波的调控理论、结构设计、实验验证及实际应用,提供了一种构造新型材料的机制,其核心是通过提出等效媒质一般性理论,用人工方法形成材料结构、控制电磁波,由此实现某些新奇性能,为社会带来前瞻性应用,其中电磁隐身、电磁黑洞等都在其中。研究成果在中国航天科工集团、中国航天科技集团等单位获得应用。在相应成果入选2010年中国科学十大进展、荣获教育部自然科学一等奖的基础上,2014年入选国家自然科学二等奖。

2. 由实验室主任洪伟教授担任首席科学家并牵头承担的国家973计划项目硅基毫米波亚毫米波集成电路与系统的基础研究顺利通过项目验收,取得了一系列的创新成果。

主要包括:1) 针对硅基材料的基本特性问题,项目组获取了硅基材料在宽频范围内(0.2~15THz)的电磁特性,包括折射率和损耗因子等,揭示了硅基材料在太赫兹波段内的电磁特性变化规律,并获得了材料特性与温度的相关性。首次获得了可用于CMOS工艺的低阻硅材料的损耗在0.2-2.4THz频段随频率上升而下降的特性,得到了“在太赫兹频段利用CMOS技术可以实现高性能器件及电路”的结论。为硅基电路设计和工艺建模提供可靠的硅基材料参数模型,使各类有源和无源电路和元器件工作性能的准确预测成为可能。2) 针对硅基毫米波亚毫米波无源结构的全波电磁场分析方法及统计模型问题,项目的研究成果解决了毫米波亚毫米波频段硅基材料特性、无源元件工作机理及其全波电磁场分析方法等关键问题,并建立了其等效设计模型,填补了国内相关领域的空白,缩小了与国际先进单位之间的差距,部分成果达到或超过国际先进水平。为采用低成本硅基技术研制毫米波亚毫米波无源电路打下了坚实的理论依据。3) 针对高频段硅基有源器件小尺度效应问题,项目组研究了有源器件仿真设计、优化结构设计以及器件模型,以此为基础探索硅基毫米波亚毫米波电路设计方法,得到的有源器件和模型、以及电路设计方法、工具。将硅基有源器件建模的频率范围从课题研究开展时的几十个GHz,拓展到了200GHz频段以上,并发展出了完整的模型、模型参数提取方法和工具,并在试验过程中得到验证,为未来在毫米波至亚THzTHz频段固态电路设计奠定了CAD模型和方法基础。4) 在器件的最高工作频率上,从项目开始时国内小于20GHz,迅速推进到110GHz以上的毫米波高频段,2014年又在520GHz频率测得了功率输出。项目组在振荡器、变频器、放大器、无源元件和天线等硅基元器件的探索性工作,为未来硅基集成电路向毫米波亚毫米波推广打下了坚实基础。5) 项目所提出的45GHz毫米波超高速无线通信标准是我国在IEEE802.11标准化组织首次推动的短距无线通信标准。该标准和系统将比现有WiFi的传输速率提高几十倍至上百倍,也将成为我国第五代移动通信的重要组成部分。该标准的完成和芯片的产业化将对改变我国通信领域长期受国外知识产权制约的局面产生重要影响。6) 项目组研制的太赫兹宽带综合测试平台,频率覆盖0.1~1.5THz,典型噪声温度800~1500K,填补了我国在毫米波亚毫米波频段测量能力上的空白,尤其是以超导探测器为核心的太赫兹探测和测量技术方面处于国际领先水平。项目组建设了750GHz S参数在片测试系统与750GHz在片频谱测试系统。这两套测试平台目前是国内频率最高的在片测试系统。项目组同时在国内首次实现110GHz在片Loadpull测量,110GHz在片噪声测量系统达到国内领先水平。