一,、超滑技術(shù)研究所簡介
深圳清華大學(xué)研究院超滑技術(shù)研究所(以下簡稱“超滑所”)是深圳市政府,、深圳市坪山區(qū)政府和清華大學(xué)于2018年9月共同支持成立的全球第一個(gè)結(jié)構(gòu)超滑研究機(jī)構(gòu),。超滑所坐落在深圳國家高新區(qū)兩核之一的坪山區(qū),致力于基于結(jié)構(gòu)超滑的顛覆性技術(shù)和源頭創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā),,同時(shí)依托深圳市“雙區(qū)”優(yōu)勢,,建設(shè)發(fā)展超滑技術(shù)全球創(chuàng)意和研發(fā)中心,,助力深圳成為全球創(chuàng)新高地,成就改變世界的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者,。同時(shí),,超滑所負(fù)責(zé)創(chuàng)建和全權(quán)管理運(yùn)營深圳超滑技術(shù)平臺。
2019年9月,,超滑所注冊成立產(chǎn)業(yè)化公司深圳清力技術(shù)有限公司(FrictionX,,簡稱“清力技術(shù)”),以此為依托開展企業(yè)化運(yùn)作,,建設(shè)發(fā)展將結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)成果推向市場的各項(xiàng)能力,。
二、結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)
結(jié)構(gòu)超滑(Structural Superlubricity)是指兩固體表面直接接觸時(shí),,摩擦幾乎為零,、磨損為零的狀態(tài)。
摩擦與磨損作為對人類生存和發(fā)展有著重大影響的兩個(gè)基本物理現(xiàn)象,,造成巨大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染,,并使得人類夢寐以求的大量關(guān)鍵技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)的誕生,,為相關(guān)問題的顛覆性解決帶來了曙光,。
結(jié)構(gòu)超滑的初步概念最早可追溯到上世紀(jì)八九十年代。之后,,鄭泉水課題組于2002年預(yù)言第一個(gè)超滑器件,,荷蘭Frenken院士于2004年第一次在極端條件下觀測到納米尺度的超滑現(xiàn)象。2012年,,鄭泉水課題組首次在大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了微米尺度的結(jié)構(gòu)超滑,,標(biāo)志著結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)的誕生,并被國際權(quán)威評價(jià)為“立刻將這個(gè)現(xiàn)象的研究從學(xué)術(shù)興趣轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用,。”隨后,,在國家和民間資金持續(xù)的大力支持下,鄭泉水團(tuán)隊(duì)在結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)領(lǐng)域始終處于世界領(lǐng)先地位,。
三,、發(fā)展方向
超滑所未來5年的主要研究方向,聚焦在研發(fā)若干基于結(jié)構(gòu)超滑體系的,、滿足重大國家需求或具有重大市場前景的革命性技術(shù)產(chǎn)品,,如基于結(jié)構(gòu)超滑的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、微發(fā)電機(jī),、電接觸關(guān)鍵元器件、光學(xué)平臺,、精密軸承,、微納傳感器,、下一代存儲技術(shù)等。這些產(chǎn)品將擁有極高的俘能或節(jié)能效率,、極高品質(zhì),、極高壽命和結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。另外,,超滑所已建設(shè)并發(fā)展了全球領(lǐng)先的結(jié)構(gòu)超滑加工平臺
超滑所正處于快速發(fā)展時(shí)期,,5年內(nèi)將引進(jìn)和打造總規(guī)模不少于50人的專業(yè)團(tuán)隊(duì),涵蓋研發(fā),、市場,、知識產(chǎn)權(quán)、實(shí)驗(yàn)室管理,、行政,、財(cái)務(wù)等各項(xiàng)職能領(lǐng)域,外加若干博士后(在北京清華大學(xué)或深圳),。歡迎有志于通過結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)改變世界的青年俊才加入,。
四、帶頭人與團(tuán)隊(duì)
1,、超滑技術(shù)研究所所長
鄭泉水,,中國科學(xué)院院士,清華大學(xué)教授,,清華大學(xué)微納米力學(xué)與多學(xué)科交叉創(chuàng)新研究中心主任,,清華大學(xué)錢學(xué)森力學(xué)班首席教授,深圳零一學(xué)院(籌)創(chuàng)始院長,。曾任清華大學(xué)工程力學(xué)系系主任,、校學(xué)術(shù)委員會秘書長。曾任中國力學(xué)學(xué)會旗艦雜志《力學(xué)學(xué)報(bào)》和Acta Mechanica Sinica主編,、中國力學(xué)學(xué)會副理事長,。
鄭泉水創(chuàng)建了完整的本構(gòu)方程張量函數(shù)表示理論,開創(chuàng)了結(jié)構(gòu)超滑理論與應(yīng)用技術(shù),,于2004年和2017年兩次獲得國家自然科學(xué)二等獎(第一獲獎人),。
2、核心團(tuán)隊(duì)
駱淑萍,,超滑技術(shù)研究所所長助理,、深圳清力技術(shù)有限公司董事長兼總經(jīng)理。
彭德利,,超滑技術(shù)研究所所長助理,,博士畢業(yè)于清華大學(xué)航天航空學(xué)院,師從鄭泉水院士,。
向小健,,超滑技術(shù)研究所研究員,,研發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理,博士畢業(yè)于上海交通大學(xué),。
田凱文,,超滑技術(shù)研究所研究員,博士畢業(yè)于賓夕法尼亞大學(xué),。
聶錦輝,,超滑技術(shù)研究所博士后,博士畢業(yè)于中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所,,師從王中林院士,。
林立宇,深圳清力技術(shù)有限公司高級工程師,,博士畢業(yè)于韓國延世大學(xué)機(jī)械工程專業(yè),。
胡國鋒,深圳清力技術(shù)有限公司研發(fā)工程師,,博士畢業(yè)于中科院大學(xué)半導(dǎo)體研究所,,深圳市高層次人才。
王 林,,超滑技術(shù)研究所博士后,。
李瑞云,超滑技術(shù)研究所博士后,。
3,、顧問委員會
黃克智,清華大學(xué)教授,,清華大學(xué)微納中心顧問名譽(yù)主席,,中國科學(xué)院院士,固體力學(xué)專家,。
Joseph Klafter,,以色列國家科學(xué)最高獎獲得者,美國藝術(shù)與科學(xué)研究院院士,,表界面物理與化學(xué)專家,。
Gabriel Aeppli,美國科學(xué)院院士和藝術(shù)與科學(xué)研究院院士,,英國皇家學(xué)會院士,,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院教授,納米技術(shù)和凝聚態(tài)物理專家,。
雒建斌,,中國科學(xué)院院士,清華大學(xué)教授,摩擦學(xué)和微納制造領(lǐng)域?qū)<摇?span>
王中林,,中國科學(xué)院外籍院士,,歐洲科學(xué)院院士,,中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所所長,,納米能源領(lǐng)域?qū)<摇?span>
謝和平,中國工程院院士,,深圳大學(xué)特聘教授,,前四川大學(xué)校長,能源力學(xué)專家,。
Robert Carpick,,美國賓夕法尼亞大學(xué)教授,納米摩擦學(xué)專家,。
Michael Urbakh,,以色列特拉維夫大學(xué)教授,納米摩擦學(xué)專家,。
陳朝暉,,前華為高級副總裁,香港優(yōu)克聯(lián)集團(tuán)有限公司首席執(zhí)行官,。
4,、合作伙伴
Ernst Meyer,瑞士巴塞爾大學(xué)教授,、納米摩擦學(xué)專家,。
田川 憲男,日本關(guān)西大學(xué)教授,,硬盤摩擦學(xué)專家,。
David Srolovitz,美國工程院院士,,香港城市大學(xué)教授,,理論與計(jì)算材料科學(xué)專家。
葉乃裳,,前全球華人物理學(xué)會會長,、美國加州理工學(xué)院教授,實(shí)驗(yàn)?zāi)蹜B(tài)物理和納米材料專家,。
李志宏,,北京大學(xué)教授,微納加工和MEMS專家,。
五,、科研成果與產(chǎn)品展示
結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)是一項(xiàng)誕生于清華大學(xué)的革命性平臺技術(shù),有潛力源源不斷地催生出重大源頭技術(shù)集群。目前,,超滑所在結(jié)構(gòu)超滑底層技術(shù),,以及基于結(jié)構(gòu)超滑技術(shù)的微發(fā)電機(jī)、MEMS開關(guān),、導(dǎo)電滑環(huán),、機(jī)械硬盤、諧振器等顛覆性應(yīng)用技術(shù)方面的研發(fā)已取得重要進(jìn)展,,通過了國內(nèi)外幾十項(xiàng)專利,。
六、科研條件
超滑所實(shí)驗(yàn)室暨深圳超滑技術(shù)平臺擁有世界一流的結(jié)構(gòu)超滑研發(fā)和微納加工設(shè)備及能力,,并對外開放服務(wù),。
平臺總使用面積3700平方米,其中潔凈實(shí)驗(yàn)室面積達(dá)1000平方米(百級潔凈區(qū)130平方米,,千級潔凈區(qū)870平方米),,包括一條完備的3-6英寸超滑MEMS/NEMS微納器件加工研發(fā)線,其中部分設(shè)備可實(shí)現(xiàn)8英寸基片加工,。
平臺擁有光刻設(shè)備,、薄膜沉積設(shè)備、刻蝕設(shè)備,、表征測試設(shè)備,、器件后道封裝設(shè)備以及自主研發(fā)的超滑實(shí)驗(yàn)設(shè)備等共計(jì)200余臺套設(shè)備,其中40余臺主要設(shè)備包括:
1.圖形化設(shè)備:電子束曝光,、激光直寫,、臺式接觸式光刻機(jī)、桌面式光刻機(jī)等,;
2.薄膜沉積設(shè)備:LPCVD,、磁控濺射、電子束蒸發(fā)鍍膜,、PE-ALD,、PECVD等;
3.刻蝕設(shè)備:ICP,、RIE,、IBE、DRIE深硅刻蝕(BOSCH工藝)等干法刻蝕設(shè)備和滿足體硅,、金屬氧化物,、金屬等的濕法刻蝕設(shè)備,以及相配套的二氧化碳超臨界釋放設(shè)備,;
4.表征和測試設(shè)備:AFM,、臺階儀、SEM、FIB,、共聚焦顯微鏡,、白光干涉儀、紅外熱成像儀,、FEMTO-TOOLS微納力學(xué)測試儀,、超高速相機(jī)、3D多普勒激光測振儀,、DC/RF探針臺(60GHZ),、網(wǎng)絡(luò)分析儀(60GHz)、半導(dǎo)體分析儀,、阻抗分析儀以及高精度電學(xué)儀表等;
5.器件封裝設(shè)備:晶圓減薄,,CMP拋光,,電鍍(Au、Ag,、Cu,、Ni、Sn等),,晶圓鍵合,,貼片機(jī)、劃片機(jī),,打線機(jī),,固晶機(jī),激光焊接機(jī)等,;
6.團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的加工設(shè)備,,封測設(shè)備。
超滑技術(shù)平臺基于已有設(shè)備,,對外提供工藝整合,、共同工藝開發(fā)等技術(shù)服務(wù),目前已整合的先進(jìn)工藝包括:導(dǎo)電DLC膜層工藝,,AlN/PZT薄膜工藝,,大尺寸高定向碳材料生長和器件加工工藝,陽極鍵合,,研磨減薄和原子級拋光工藝,,硅基全濕法刻蝕工藝,柔性襯底微納器件加工,。同時(shí)提供業(yè)內(nèi)通用制造能力:硅通孔(TSV)和玻璃通孔(TGV)的加工,,壓力/氣體/紅外/濕度傳感器的流片,微流控芯片加工和相關(guān)測試,以及超滑射頻/慣性器件加工能力,。
隨著深圳超滑技術(shù)平臺的落成運(yùn)營,,在團(tuán)隊(duì)的努力下,結(jié)構(gòu)超滑工藝方面已取得諸如實(shí)現(xiàn)石墨島批量制造,、石墨島從鍍膜-光刻-IBE刻蝕的加工等重要突破,。
合作聯(lián)系
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