资讯汇总26期：【科技周报】中国科大开发成本性能全面领先的全固态锂电池电解质
资讯汇总 产业研究中心 2023.07.1426期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 【科技周报】中国科大开发成本性能全面领先的全固态锂电池电解质 摘要： 《全球数字经济白皮书》发布。在北京召开的2023全球数字经济大会主论坛上，中国信息通信研究院 发布《全球数字经济白皮书》。《白皮书》指出，全球主要国家数字经济发展持续提速。2022年，美 往期回顾 国、中国、德国、日本、韩国等5个主要国家的数字经济总量为31万亿美元，数字经济占GDP比重 【双碳周报】全国碳市场碳配额成交量价齐升 2023.07.10 【科技周报】世界经济论坛发布2023年十大新兴技术 2023.07.05 【双碳周报】国外碳市场碳配额成交量集体下滑 2023.07.03 【科技周报】人类基因“导航图”有了“中国版” 2023.06.30 【双碳周报】国内外碳配额交易价格普遍下跌 2023.06.27 为58%，较2016年提升约11个百分点。2022年，全球数字经济独角兽企业达1032家，较上年增 加10家；产业数字化独角兽企业较上年增加16家，整体进入深化应用阶段。 中山大学研制出超高灵敏度光学超声传感器阵列。中山大学电子与信息工程学院李朝晖和沈乐成率领的研究团队基于前期研究，研究团队研制出包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列，该微环传感器阵列具有高灵敏度、大带宽和小尺寸等优点，性能指标领先。基于可调的数字光频梳技术，研究团队还研发了一套可与微环传感器阵列相匹配的高性能并行信号检测方案，展示了高速动态粒子、静态叶脉和活体斑马鱼等光声计算成像结果。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。 动物所开发出新型TnpB微型基因编辑工具。中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院王皓毅、项光海和动物所张勇团队合作，建立了适用于TnpB编辑器的大规模筛选体系，进一步证明了TnpB在转座子扩张中的功能，并对这一类编辑器进行了系统的功能解析，从而获得了目前最小的具备原创知识产权的微型基因编辑器。考虑到体内基因治疗和细胞治疗经常因Cas蛋白过大而递送受限，这一成果将推动相关方面的研究和临床应用。相关研究成果发表于《NatureBiotechnology》期刊。 人造蛛丝完胜天然蛛丝。南开大学刘遵峰，东华大学朱美芳院士，中国药科大学周湘组成的联合团队，研发出一种表层带有类皮肤褶皱结构的人造蛛丝。类皮肤的褶皱结构就是把平行排列的结构做成褶皱形状，以提高在不同方向上的抗冲击能力，使这种人造蛛丝强度达到1.61吉帕斯卡，韧性达到466兆焦/立方米，超过了自然界中强度最高的达尔文树皮蛛的蛛丝。同时，联合团队基于PrDA水凝胶纤维，开发了一种用于生物电信号传输的可纺黏性导电人造蛛丝材料。将该人造蛛丝用于人工突触晶体管的构建，可实现拟神经信号的可控调控。两项研究成果发表于《AdvancedMaterials》期刊。 中国科大开发成本性能全面领先的全固态锂电池电解质。中国科学技术大学马骋设计并合成了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂，这种材料的成本远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂，而综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。它的室温离子电导率高达2.42毫西门子每 厘米，超过了应用所需要的1毫西门子每厘米，并且在目前报道的各类固态电解质中位居前列。与此同时，它良好的可变形性使材料在300兆帕压力下能达到94.2%致密，可以很好地满足应用需求，也优于以易变形性著称的硫化物、氯化物固态电解质。实验证明，由氧氯化锆锂和高镍三元正极组成的全固态锂电池性能优异，在12分钟快速充电的条件下成功地在室温下稳定循环2000圈以上。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。 导读： 本报告汇编了2023年07月02日到2023年07月08日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 1.1.技术资讯 研究揭示二维半导体中本征极化子的原子级操纵 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面国家重点实验室SF09组吴克辉和陈岚与中国科学技术大学赵瑾课题组合作，基于扫描隧道显微镜（STM）技术直接在二维材料的完整晶格中实现了高度可逆的单个本征极化子操纵。物理所利用分子束外延技术在高定向热解石墨（HOPG）表面制备获得了高质量大面积的单层二维半导体薄膜CoCl2。利用STM针尖的隧穿电子注入原理，研究在完整的原子晶格任意位点处构造出与晶格缺陷无关的两种本征极化子，并实现对单个极化子的可逆写入、擦除、转换和横向迁移等一系列操纵过程。从第一性原理计算出发进一步在能量上佐证了该体系中两种不同空间构型的本征极化子稳定性，并证实了及其转变和迁移过程的可行性。该工作首次在二维材料体系中发现了与晶体缺陷无关的本征极化子，解释了其形成机制，并实现了对单个本征极化子的原子尺度操纵。该体系为本征极化子的特性研究提供了极佳的平台，更在微纳信息存储领域表现出潜在的应用价值。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。(中国科学院物理研究所，07/03) 中山大学研制出超高灵敏度光学超声传感器阵列 近日，中山大学电子与信息工程学院李朝晖和沈乐成率领的研究团队基于硫系微纳加工平台，成功研制出包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列，并融合新型通信算法数字光频梳技术，开展基于硫系片上阵列器件结构的并行信号解调及光声计算成像相关研究。基于前期研究，研究团队研制出包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列，该微环传感器阵列具有高灵敏度、大带宽和小尺寸等优点，性能指标领先。基于可调的数字光频梳技术，研究团队还研发了一套可与微环传感器阵列相匹配的高性能并行信号检测方案，展示了高速动态粒子、静态叶脉和活体斑马鱼等光声计算成像结果。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。(中国科学报，07/03) 研究发展出单层二硫化钼低功耗柔性集成电路 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇、汤建、田金朋等发展了一种金属埋栅结合超薄栅介质层沉积工艺，将高介电常数HfO2栅介质层厚度缩减至5nm，对应等效氧化物厚度（EOT）降低至1nm。所制备的硬衬底上的场效应晶体管器件操作电压可以等比例缩放至3V以内，亚阈值摆幅达到75mV/dec，接近室温极限60mV/dec。同时，研究通过优化金属沉积工艺，使得金属电极与二硫化钼之间无损伤接触，避免费米能级钉扎，使接触电阻降低至RC<600Ω·μm，有效地将沟道长度为50nm的场效应器件的电流密度提升至0.936mA/μm@Vds=1.5V。在此基础上，科研人员将该工艺应用于柔性器件的制作。四英寸晶圆尺度下柔性二硫化钼场效应晶体管阵列及集成电路表现出优异的均匀性以及器件性能保持性。该工作对随机选取500个场效应器件进行测试发现，器件兼具高良率（>96%）、高性能（平均迁移率~70cm2·V-1·s-1）以及均匀的阈值电压分布（0.96±0.4V）。当操作电压在降低到0.5V以下时，反相器依然具备大噪音容限和高增益、器件单元功耗低至10.3pW·μm-1；各种逻辑门电路也能够保持正确的布尔运算和稳定的输出；11阶环振电路可以稳定地输出正弦信号，一直到操作电压降低到0.3V以下。该工作展示了单层二硫化钼柔性集成电路可以兼具高性能和低功耗，为二维半导体基集成电路的发展走向实际应用提供了技术铺垫。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。(中国科学院物理研究所，07/04) 美国罗切斯特大学开发芯片级光学量子模拟系统，可模拟量子水平的复杂现象 近日，美国罗切斯特大学研究人员开发出一种新的芯片级光学量子模拟系统，可模拟量子水平的复杂现象。研究人员通过控制量子纠缠光子的频率或颜色来模拟物理世界，这一空间会随着时间而演化。这种方法不同于传统的基于光子学的计算方法，该方法中光子的路径会被控制，并且还大大减少了物理足迹和资源需求。通过这种方法，研究人员首次制造出量子相关的合成晶体，这种新方法显著扩大了合成空间的维度，允许对几种量子尺度的现象进行模拟，如量子纠缠光子的随机行走，未来有望进一步提升模拟的复杂度。相关研究成果发表于《NaturePhotonics》期刊。(全球技术地图，07/04) 新型光子芯片突破高性能计算“带宽瓶颈” 近日，美国哥伦比亚大学工程学院研究人员展示了一种新型节能芯片，可通过连接节点的光纤电缆传输大量数据。研究团队设计了一种新颖的光子电路架构，允许每个通道单独编码数据，同时对相邻通道的干扰最小。在实验中，研究人员成功地以每秒16吉字节的速度传输32种不同波长的光，单光纤总带宽为512吉字节/秒，传输1万亿比特数据中的错误率不到1比特 ——达到令人难以置信的高水平的速度和效率。传输数据的硅芯片尺寸仅为4毫米×1毫米，而接收光信号并将其转换为电信号的芯片尺寸仅为3毫米×1毫米，两者都比人类的指甲还小。该成果展示了一条可行的途径，既可大幅降低系统能耗，又能将计算能力提高几个数量级，从而使人工智能应用程序以指数级速度持续增长，并对环境影响最小。相关研究成果发表于《NaturePhotonics》期刊。(科技日报，07/05) 科学家首次演示“量子数字支付” 近日，奥地利维也纳大学科学家设计了一种无条件安全的系统，将现代加密技术与量子光的基本特性相结合，并在现实环 境中进行了“量子数字支付”的首次演示。在一项实验中，研究人员证明了每笔交易都无法被恶意方复制或转移，并且用户的敏感数据保持私密。为了实现绝对安全的数字支付，科学家们利用单光子的量子协议取代了经典的加密技术。在演示的量子协议中，客户与其支付提供商共享的经典代码（称为密码）是通过让支付提供商向客户端发送特别准备的单光子来生成的。对于支付过程，客户端测量这些光子，其中测量设置取决于交易参数。由于光的量子态无法复制，因此交易只能执行一次。再加上预期支付的任何偏差都会改变验证结果，这使得该数字支付无条件安全。研究人员成功地在相距641米的维也纳市中心两座大学建筑间的城市光纤链路上实现了量子数字支付。目前，数字支付只需几秒钟即可完成。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。(科技日报，07/06) 微电子所在Chiplet热仿真模型及工具研究中获进展 近日，中国科学院微电子研究所EDA中心多物理场仿真课题组通过引入传导、对流和辐射效应，提出了芯粒异构集成复杂互连结构（TSV、bump和RDL）通用等效热导解析方法和改进型交替方向隐式浮点优化算法。通过快速精确求解超大规模稀疏矩阵离散方程，研究首次构建了芯粒异构集成三维网格型瞬态热流仿真模型和计算流程。在此基础上，课题组进一步将仿真模型和计算流程拓展应用于更大规模和尺度的异构集成温度仿真。以上模型和求解器能够实现Chiplet异构集成系统瞬态热流的高效精确仿真，为芯粒异构集成系统温度热点检测工具和温感布局优化算法的开发奠定了核心技术基础。通过在芯粒热流仿真模型上改进数值离散格式和虚拟点构造算法，使浮点运算效率提升了2.74倍。与有限元方法相比，在满足计算精度的前提下，Chiplet热仿真器的计算效率提升了27倍。相关研究成果分别发表于《AppliedThermalEngineering》和《MicroelectronicsReliability》期刊。(中国科学院微电子研究所，07/07) 英国研究人员开发出一种用于晶体结构预测的通用算法 近日，英国利物浦大学的研究人员开发出一种用于晶体结构预测的通用算法，可应用于多种晶体结构。研究人员将寻找晶格上所有原子的最低能量周期分配的组合任务编码为整数规划的数学优化问题，并使用成熟的算法保证识别全局最优值。随后，研究人员对所得原子分配进行一次
