【校内动态】北大两个项目入选2017年度“中国高等学校十大科技进展”
日前，由教育部科学技术委员会组织评选的2017年度“中国高等学校十大科技进展”经过高校申报和公示、形式审查、学部初评、项目终审等评审流程后在京揭晓，北大非对称微腔光场调控新原理研究、5纳米碳纳米管CMOS器件等两个项目入选两项。
1、非对称微腔光场调控新原理研究项目介绍
动量守恒是自然界客观规律之一，它反映了时空性质，一个封闭系统的广义动量总是保持不变。作为增强光与物质相互作用的主要物理体系之一，光学微腔与外部光场的直接耦合需满足动量匹配条件，但往往仅在较窄光谱范围内实现，使得微腔宽带光物理与应用面临挑战。
北京大学“极端光学创新研究团队”龚旗煌院士和肖云峰研究员等在非对称光学微腔中提出混沌辅助的光子动量转换新原理，实现了光学微腔的高效、超宽谱光耦合。非对称光学微腔打破了空间旋转对称性，调控了局域光场，从而在支持分立回音壁模式的同时获得了准连续混沌模式。光子首先从纳米波导折射进入微腔混沌模式;混沌运动使得入射光子角动量在皮秒时间尺度内快速提升;随即的动力学隧穿过程实现其与回音壁模式高效耦合。混沌辅助的耦合不再需要微腔与波导模式光子的动量匹配，有望在集成光子学和信息处理等领域发挥重要作用。此外，他们还利用光学克尔效应的非线性调制，在实验上首次观测到微腔光场的自发对称性破缺，并获得了微腔手征光场。
研究成果分别发表在《科学》和《物理评论快报》上，得到国际学术界广泛关注，被Phys.org和ScienceDailey等十余家国际科技媒体专题报道，标志着我国微腔光学研究达到了一个全新高度。
2、5纳米碳纳米管CMOS器件项目介绍
芯片是信息时代的基础与推动力，现有CMOS技术将触碰其极限。碳纳米管技术被认为是后摩尔时代的重要选项。理论研究表明，碳管晶体管有望提供更高的性能和更低的功耗，且较易实现三维集成，系统层面的综合优势将高达上千倍，芯片技术由此可能提升至全新高度。北京大学电子学系彭练矛教授团队在碳纳米管CMOS器件物理和制备技术、性能极限探索等方面取得重大突破，放弃传统掺杂工艺，通过控制电极材料来控制晶体管的极性，抑制短沟道效应，首次实现了5纳米栅长的高性能碳管晶体管，性能超越目前最好的硅基晶体管，接近量子力学原理决定的物理极限，有望将CMOS技术推进至3纳米以下技术节点。2017年1月20日，标志性成果以Scaling carbon nanotube complementary transistors to 5-nm gate lengths 为题，在线发表于《科学》（Science, 2017, 355: 271-276）；被包括IBM研究人员在内的同行在《科学》《自然•纳米技术》等期刊24次公开正面引用，并入选ESI高被引论文。相关工作被Nature Index、IEEE Spectrum、Nano Today、《科技日报》等国内外主流学术媒体和新华社报道；《人民日报》（海外版）评价碳管晶体管的“工作速度是英特尔最先进的14纳米商用硅材料晶体管的三倍，而能耗只是其四分之一”，意味着中国科学家“有望在芯片技术上赶超国外同行”，“是中国信息科技发展的一座新里程碑”。
附：2017年度入选项目名单
2017年度“中国高等学校十大科技进展”入选项目名单
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序号 |
项目名称 |
申报学校 |
项目负责人 |
合作单位 |
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1 |
非对称微腔光场调控新原理研究 |
北京大学 |
龚旗煌 |
中国科学技术大学、湖南师范大学、圣路易斯华盛顿大学、哈佛大学、加州理工学院、马德堡大学、纽约城市大学 |
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2 |
5纳米碳纳米管CMOS器件 |
北京大学 |
彭练矛 |
无 |
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3 |
慢性阻塞性肺病早期干预 |
广州医科大学 |
冉丕鑫 |
广东医科大学附属医院、广州市番禺中心医院、郴州市第一人民医院、贵州省人民医院、河南省人民医院、广州医科大学附属第三医院、贵州医科大学附属医院、湖南省第二人民医院、复旦大学附属中山医院、广东省惠州市第一人民医院、深圳市第六人民医院、佛山市第一人民医院、华中科技大学同济医学院附属同济医院、重庆新桥医院、上海市徐汇区中心医院、暨南大学附属第一医院、中山大学附属第一医院、湛江市第二人民医院、广东省韶关钢铁集团有限公司医院、首都医科大学附属朝阳医院、翁源县人民医院、连平县人民医院 |
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4 |
高性能数控系统关键技术及产业化 |
华中科技大学 |
陈吉红 |
武汉华中数控股份有限公司、武汉登奇机电技术有限公司 |
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5 |
深海高精度水声综合定位技术 |
哈尔滨工程大学 |
孙大军 |
无 |
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6 |
高轨同步轨道卫星星地双向高速激光通信 |
哈尔滨工业大学 |
谭立英 |
无 |
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7 |
诱饵模式——病原菌致病的全新机制 |
南京农业大学 |
王源超 |
美国俄勒冈州立大学、美国加州大学河滨分校 |
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8 |
真核生物酵母长染色体化学再造 |
天津大学 |
元英进 |
清华大学、英国爱丁堡大学、美国纽约大学、深圳华大基因研究院、青岛华大基因研究院等 |
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9 |
煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术 |
西安交通大学 |
郭烈锦 |
无 |
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10 |
高速铁路列车运行动力效应试验系统 |
浙江大学 |
边学成 |
无 |
注：按申报主持单位拼音顺序排序，排名不分先后