國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃太赫茲輻射源與光學(xué)遙感技術(shù)“基礎(chǔ)科研條件儀器設(shè)備研發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)202X年度項(xiàng)目申報(bào)指南匯報(bào)人：軌道交通重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室耶魯科技大學(xué)耶魯材料研究所耶魯工程大學(xué)檢驗(yàn)科耶魯工程大儀器實(shí)驗(yàn)室牽引動力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室耶魯交通中心耶魯機(jī)械工程學(xué)院軌道技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽引動力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目背景與研究現(xiàn)狀01課題分解與研究內(nèi)容02任務(wù)分解與進(jìn)度安排03研發(fā)模隊(duì)與工作基礎(chǔ)04預(yù)期成果與風(fēng)險分析05CONTENTS匯報(bào)提綱C0.251.1立項(xiàng)依據(jù)與研究現(xiàn)狀申報(bào)方向“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點(diǎn)專項(xiàng)屬于戰(zhàn)略性前瞻性重大科學(xué)問題領(lǐng)域電力學(xué)太赫茲光學(xué)宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)過渡的頻段在電子、信息、生命、國防、航天等方面蘊(yùn)含著巨大應(yīng)用前景所有大模板的轉(zhuǎn)動和振動頻率中物院進(jìn)展十一五十三五十四五原理性研究技術(shù)突破實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)驗(yàn)證實(shí)用化研究地面動態(tài)驗(yàn)證初步應(yīng)用地面、空地等效動志驗(yàn)證技術(shù)路線:固態(tài)源+相干檢測+高階調(diào)制+電真空放大器思路&目標(biāo):高速↑，距離↑，實(shí)用化↑1.2立項(xiàng)依據(jù)與研究現(xiàn)狀研究內(nèi)容半導(dǎo)體與光電子技術(shù)的不斷發(fā)展，太赫茲科學(xué)與技術(shù)的研究條件逐漸走向工業(yè)+=0.25通信及雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)0.25在國家安全和反恐戰(zhàn)爭中應(yīng)用0.25公共安全需求0.25空間、環(huán)境監(jiān)測THz輻射有望成為一種新的公共安全監(jiān)控技術(shù)宇宙起源和演化地球環(huán)境監(jiān)測航天器材料無損檢測研究的必要性重大需求牽引極大科學(xué)意義和應(yīng)用價值1.3立項(xiàng)依據(jù)與研究現(xiàn)狀研究內(nèi)容太赫茲通信有望支持、更少的延遲、更好的頻譜利用率，是未來6G通信主要手段美國太赫茲通信技術(shù)發(fā)展愿景太赫茲通訊關(guān)鍵技術(shù)突破構(gòu)建太赫茲合作平臺太赫茲關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化太赫茲應(yīng)用場景部署方案落地太赫茲通訊技術(shù)落地FCC開放95GHz-3THz頻段作為6G試驗(yàn)頻段正式啟動6G試驗(yàn)，成立“太赫茲與感知融合技術(shù)研究中心”中國202X年6月，在工信部領(lǐng)導(dǎo)下成立了產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合6G研究組，標(biāo)志我國正式啟動6G研究太赫茲關(guān)鍵技術(shù)推動太赫茲關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)太赫茲產(chǎn)業(yè)持續(xù)推動與圖內(nèi)產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)和組織建立多種形式的合作關(guān)系，成立太赫茲通信開放實(shí)驗(yàn)室，建立開放創(chuàng)新平臺深度開展平臺工作，引導(dǎo)太赫茲通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展方向，推動太赫辣通信系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)展與圖內(nèi)產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)和組織建立多種形式的合作關(guān)系，成立太赫茲通信開放實(shí)驗(yàn)室，建立開放創(chuàng)新平臺項(xiàng)目背景與研究現(xiàn)狀01課題分解與研究內(nèi)容02任務(wù)分解與進(jìn)度安排03研發(fā)模隊(duì)與工作基礎(chǔ)04預(yù)期成果與風(fēng)險分析05CONTENTS匯報(bào)提綱2.1課題分解與研究內(nèi)容生物樣本物質(zhì)成分復(fù)雜和水分干擾等因素，目標(biāo)物質(zhì)吸收峰的信噪比過小，目前未能真正進(jìn)入臨床引用(1)ATRspectroscopySensitivetofewsampieSpecificenhancement(2)AgentsSpecificenhancement(3)MetamaterialsSensitive(4)frequencyfixed:QualitativeidentificationBiomedicalSampleDataanalysisTHzsystemAgentsNoisereductionInformationloseSystemoptimizationDirectenhancementStillnotenoughforbio·detection樣本處理ATR光譜對少量樣品敏感，但不能特異性增強(qiáng)目標(biāo)物質(zhì)的共振試劑可用于物質(zhì)的信號增強(qiáng)，但有樣品污染共振頻率可調(diào)的超材料但光譜頻率范圍受材料限制數(shù)據(jù)分析算法可提取有效信息，但是處理時會丟失有用的信息系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化是增強(qiáng)太赫茲信號的最直接方法，但是目前增強(qiáng)的系統(tǒng)仍不足以滿足生物醫(yī)學(xué)探測的需求2.1課題分解與研究內(nèi)容課題一課題二課題三腦缺血組織太赫茲檢測太赫茲成像結(jié)果與核磁共振成像、可見光圖像結(jié)果高度一致可以清晰區(qū)分標(biāo)記正常、輕度、中度和重度缺血組織的區(qū)域聚焦太赫茲時域光譜技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體檢測、無損檢測、太赫茲通信材料表征研究半導(dǎo)體封裝厚度檢測塑封厚度分布必須平整/均勻幾個微米級內(nèi)測量以精確控制厚度質(zhì)量集成電路芯片的需求:越來越小越來越薄更高的密度需要薄而高強(qiáng)度的封裝在物理學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)信息技術(shù)和國防科技等方面的應(yīng)用前景巨大電磁波譜中的“太赫茲空白’極為重要的交叉前沿領(lǐng)域宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)過渡的頻段生物醫(yī)學(xué)成像安全性:THz光子能量小，不會引起生物組織的光離化項(xiàng)目背景與研究現(xiàn)狀01課題分解與研究內(nèi)容02任務(wù)分解與進(jìn)度安排03研發(fā)模隊(duì)與工作基礎(chǔ)04預(yù)期成果與風(fēng)險分析05CONTENTS匯報(bào)提綱3.1課題一太赫茲無損檢測技術(shù)研究目標(biāo)太赫茲脈沖或連續(xù)波與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的信號變化，來檢測材料的厚度、缺陷等特性，在半導(dǎo)體封裝檢測中，可以用于無損、非接觸式地測量封裝層的厚度，識別內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷采用太赫茲電光采樣技術(shù)的脈沖時域反射計(jì)，可以對芯片TSV封裝失效點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位Q=f/FWHMMaterials&structuresofunitcellFieldcnhancomentLight-materialinteractionSpatiallyOverlappingvolume基于太赫茲電光脈沖反射儀通過飛秒激光源發(fā)出的超短脈沖信號，大大提高了測量帶寬和分辨率，失效位置定位分辨率可達(dá)5um反射式THz成像檢測:不同點(diǎn)位的時域波形樣品不同角度的視圖(a-c)及尺寸圖(d)3.2課題二石墨烯太赫茲光電探測器研究目標(biāo)利用超材料光學(xué)特性的超高設(shè)計(jì)自由度和電控?zé)彷d流子輔助光熱電效應(yīng)石墨烯，該檢測器在兩個具有正交偏振的特定目標(biāo)波長處顯示出共振增強(qiáng)的光響應(yīng)在沒有先進(jìn)光學(xué)元件的單芯片平臺上進(jìn)行光譜選擇性和偏振分辨成像的多功能能力0.250.25單片超材料集成石墨烯太赫茲探測通過對硅薄膜進(jìn)行離子注入和快速熱處理工藝，減小了硅的載流子壽命并提高了自由載流子濃度同時進(jìn)行光學(xué)增強(qiáng)和電子調(diào)諧零偏置工作、快速響應(yīng)速度可定制多諧振波長偏振敏感成像實(shí)驗(yàn)該工作具有開發(fā)超緊湊、多耶魯和多功能太赫茲傳感器的潛力，可用于廣泛的應(yīng)用3.3課題二太赫茲超材料生物化學(xué)傳感檢測研究目標(biāo)利用超材料光學(xué)特性的超高設(shè)計(jì)自由度和電控?zé)彷d流子輔助光熱電效應(yīng)石墨烯，該檢測器在兩個具有正交偏振的特定目標(biāo)波長處顯示出共振增強(qiáng)的光響應(yīng)在沒有先進(jìn)光學(xué)元件的單芯片平臺上進(jìn)行光譜選擇性和偏振分辨成像的多功能能力THZ信號采集特征提取分類器培訓(xùn)分類器評價0.2-1THz頻率范圍內(nèi)獲得不同程度胃癌粘膜的折射率和吸收系數(shù)使用基于波前傾斜技術(shù)的太赫茲單次測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了皮秒時間范圍內(nèi)活體HeLa細(xì)胞太赫茲脈沖時域波形的瞬態(tài)檢測項(xiàng)目背景與研究現(xiàn)狀01課題分解與研究內(nèi)容02任務(wù)分解與進(jìn)度安排03研發(fā)模隊(duì)與工作基礎(chǔ)04預(yù)期成果與風(fēng)險分析05CONTENTS匯報(bào)提綱4.1項(xiàng)目負(fù)責(zé)人耶魯答辯耶魯新能源協(xié)會一等獎科協(xié)教育基金能源大獎湖北省科學(xué)技術(shù)一等獎基于微流控技術(shù)的液相模板擴(kuò)散系數(shù)測定方法與裝置研究拓展了磁電效應(yīng)研究方向，并據(jù)此開展了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證理論理論設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)制備了高效晶硅，由此開展了非晶硅/微晶硅疊層太陽電池組件的優(yōu)化材料科學(xué)專業(yè)博士中國高被引學(xué)者研究方向榮譽(yù)獎項(xiàng)參加國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、湖北省科技廳科技項(xiàng)目及企業(yè)合作科研項(xiàng)目等20余項(xiàng)發(fā)表SCI/EI論文20余篇/獲得國家發(fā)明專利授權(quán)8項(xiàng)4.2課題負(fù)責(zé)人張XX課題一負(fù)責(zé)人環(huán)境生態(tài)研究院XXX方向張X副教授王X副教授孫X副教授[高水平青年學(xué)者挑大梁，相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富，理論功底扎實(shí)王XX課題二負(fù)責(zé)人環(huán)境生態(tài)研究院XXX方向趙X副教授錢X副教授孫X副教授錢XX課題三負(fù)責(zé)人環(huán)境生態(tài)研究院XXX方向張X副教授王X副教授孫X副教授4.3科研保障平臺公共平臺儀器設(shè)備總價值16169萬元;30萬元以上設(shè)備66套開放共享開放共享率達(dá)到90%，服務(wù)于科研機(jī)構(gòu)和20余家大型企業(yè)科研保障耶魯大學(xué)、耶魯?shù)刭|(zhì)大學(xué)、華南耶魯大學(xué)、華中耶魯大學(xué)11202㎡XXXXX研究中心58套研制專用設(shè)備14500㎡XXXXX研究中心前期研究成果項(xiàng)目背景與研究現(xiàn)狀01課題分解與研究內(nèi)容02任務(wù)分解與進(jìn)度安排03研發(fā)模隊(duì)與工作基礎(chǔ)04預(yù)期成果與風(fēng)險分析05CONTENTS匯報(bào)提綱5.1風(fēng)險預(yù)測[符合國家安全發(fā)展戰(zhàn)略，具備堅(jiān)實(shí)工作基礎(chǔ)，項(xiàng)目實(shí)施條件已落實(shí)，提前預(yù)案，組織高效、保障有力、風(fēng)險可控政策風(fēng)險國家的政策方針和導(dǎo)向發(fā)生變化，行業(yè)發(fā)展規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的調(diào)整級別低、涉及課題二市場風(fēng)險市場供需關(guān)系發(fā)生變化或產(chǎn)品成熟度不足導(dǎo)致項(xiàng)目成果不被市場接受級別低、涉及課題一技術(shù)風(fēng)險項(xiàng)目技術(shù)方案不合理，技術(shù)不可重復(fù)，驗(yàn)證失敗級別低、涉及課題二管理風(fēng)險管理人員學(xué)