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  • 高端传感器及核心芯片的设计、制造关键技术及产品研发

        ►针对航空航天、军工、石油化工等领域高温、高动态恶劣环境下的压力测量难题,开发了系列SOI、碳化硅压阻式压力传感芯片,突破了高温压力测量瓶颈,2006年获国家技术发明二等奖。

MEMS压阻式压力传感器

       ►发明了系列压阻式多梁高动态加速度传感器芯片,实现了交叉干扰下高动态加速度的高灵敏测量;发明了微弹性梁的SOI高G值加速度计,实现了高冲击加速度测量。2017年获国家技术发明二等奖。

MEMS加速度传感器

       ►面向海拔高度、飞行速度、海洋CTD、惯性导航等高精度压力、加速度测量的需求,基于谐振技术研制了小量程高精度气压传感器以及高精度加速度传感器。相关研究成果作为封面文章发表在《Nature》唯一工程类期刊《Micosystems & Nanoengineering》上。

 

MEMS高精度谐振式传感器 封面文章

       ►针对高温测量需求,研制了系列MEMS复合薄膜温度传感器及多参量高温光纤传感器。

MEMS复合薄膜热电偶 耐高温光纤传感器
  • 量子传感器与芯片/太赫兹探测器技术

       ►积极探索前沿传感技术,在量子传感与芯片领域,将MEMS工艺与量子传感技术结合,突破了MEMS碱金属气室制备等关键技术,自主研制出一套原子陀螺仪用MEMS气室的阳极键合与稀有惰性气体充入和回收循环装置,搭建了SERF原子磁强计测试平台;研制出高性能微型化磁强计敏感探头,实现了量子传感器小型化和芯片化;并研制了基于金刚石氮空位(NV)色心的量子传感系统,实现了全光纤矢量磁场测量。

核心敏感元件—MEMS碱金属气室制作装备 晶圆级MEMS碱金属气室及单个MEMS碱金属气室

 

       ►在太赫兹探测器技术研究方面,制备了基于微带贴片天线的双沟道耦合的GaN HEMT场效应晶体管太赫兹探测器,有效提升了响应度,降低了噪声等效功率,实现了对太赫兹辐射的高灵敏探测;制备了新型太赫兹波吸收器,提高了低频太赫兹波吸收率。

 

碳纳米管/超材料太赫兹热释电探测器 陶瓷管壳封装的探测器芯片
  • 生物检测仪器与芯片  

       ►发明了PCR核心芯片、生物传感微流控检测芯片等,研制了高通量多靶标核酸自动化提取检测系列科学仪器产品,在“两会”、“进博会”及全国核酸检测能力建设等方面发挥了重要作用,获2020年国家科技进步二等奖。

基因检测分子诊断仪器及试剂 荧光检测与热循环装置集成后的六通道实时荧光定量PCR仪

       ►针对细胞、细胞器等生物体内操作环境复杂、操控难度大等问题,提出融合生物细胞三维图像传感信息的机器人自动化细胞操控技术,实现了自动化的细胞核内物质传递,为探究生物细胞生理和病理活动提供理论与实验依据。

机器人辅助宽敞荧光显微镜系统 机器人微纳操控系统

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       ►国际首创原子层沉积技术结合湿法刻蚀的纳米台阶复合工艺,成功研制出目前国内尺度最小的5~40nm台阶高度标准物质,率先实现亚50nm台阶高度到国家基准的量值溯源;精确制备16~2000nm跨尺度系列纳米几何量计量标准物质,实现跨尺度栅格周期以及线宽到国家米定义波长基准的量值溯源;获批4项国家一级标准物质,10项国家二级标准物质,2021年获中国机械工业科学技术奖科技进步一等奖。
 

纳米台阶高度

国家一级标准物质

 

纳米栅格、线宽

国家二级标准物质

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      ►自1985年与济南第一机床厂合作研制超精密加工机床,团队深入开展了超精密车削、铣削和磨削等加工方法的成套工艺研究,研制了超精密车床、SPHERE 200球面镜超精密加工机床、Φ900mm超精密非球面铣磨机床、高精度数控涡旋盘铣床等多套装备2003年获国家科学技术进步二等奖。

超精密车床 SPHERE200球面镜超精密加工机床 Φ900mm超精密非球面铣磨机床 高精度数控涡轮盘铣床

       ►主持研制了国内首台1500mm大口径非球面车磨复合加工机床,打破了国外的技术封锁。机床装备获2018年中国机械工业科学技术奖科技进步一等奖,光学元件成套加工工艺获2019年陕西省科学技术奖一等奖。

1500mm大口径非球面车磨复合加工机床

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       ►提出并实现了多线结构光测量方法等关键技术,开发了系列高效数字化精密测量装备,产品性能指标达到国外同类产品先进水平,其中两项获国家重点新产品,2009年获国家科技进步二等奖。

复合式激光扫描测头 激光扫描测量设备

  

       ►开发了适应轴类零件流水线式大批量生产模式的光学轴类测量仪系列设备,解决轴类零件高精度检测需求,研发了柔性检测单元及智能产线。研制的用于复杂曲面回转类零件“多功能组合式测量中心”填补了国内空白,获2018年教育部科技进步二等奖。 

基于测量中心的非球面光学零件检测