为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“新型显示与战略性电子材料”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现发布2021年度项目申报指南。 本重点专项总体目标是：以国家产业安全和重大工程建设需求为导向，突破新型显示产业应用关键核心技术，打通创新链，突破战略性电子材料制备与应用各环节的共性关键技术，提高我国信息、能源、交通、高端装备等领域核心电子材料和器件的自主可控能力。 2021年度指南部署坚持问题导向、分步实施、重点突出的原则，围绕新型显示、第三代半导体及前沿电子材料与器件、大功率激光材料与器件3个技术方向，按照“基础前沿技术、共性关键技术、示范应用”三个层面，拟启动25个项目，拟安排国拨经费3.79亿元。其中，拟部署7个青年科学家项目，拟安排国拨经费2100万元，每个项目300万元；拟部署4个部省联动项目。项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。每个项目拟支持数为1~2项，实施周期不超过4年。申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列的全部研究内容和考核指标。基础研究项目下设课题数不超过4个，参与单位总数不超过6家；共性关键技术和典型应用示范项目下设课题数不超过5个，参与单位总数不超过10家。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。 青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过3家。项目设1名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求，男性应为1983年1月1日以后出生，女性应为1981年1月1日以后出生，原则上团队其他参与人员年龄要求同上。 本重点专项部分项目采用部省联动方式组织实施（项目名称后有标注）。应用示范类部省联动项目，由广东省科技厅推荐，广东省科技厅应面向全国组织优势创新团队申报项目。共性关键技术类部省联动项目，各推荐渠道均可推荐申报，但申报项目中应不少于两个课题由广东省有关单位作为课题牵头单位。 指南中“拟支持数为1~2项”是指：在同一研究方向下，当出现申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时，可同时支持这2个项目。2个项目将采取分两个阶段支持的方式。第一阶段完成后将对2个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。 1. 新型显示材料与器件 1.1Micro-LED显示外延与芯片关键技术研究（共性关键技术） 研究内容：研究大尺寸衬底上低缺陷密度、高波长均匀性Micro-LED外延生长技术，开展小注入条件下Micro-LED量子效率的提升机制和实现方法，解决Micro-LED尺寸效应、边缘效应以及低损伤刻蚀和钝化修复技术难题，开发高均匀性、高效率的Micro-LED外延片和Micro-LED芯片；发展驱动背板与Micro-LED芯片集成技术，开发单色Micro-LED显示样机。 考核指标：大尺寸衬底（≥6英寸）上10cm×10cm区域范围内红、绿、蓝Micro-LED波长偏差<±1nm；芯片尺寸<5μm，在0.3A/cm2下，蓝光、绿光和红光EQE分别≥35%、≥25%和≥10%，衬底（≥6英寸）上芯片良率≥99.9%；蓝光（465±5nm）FWHM<20nm，绿光（525±5nm）FWHM<25nm，红光（630±5nm）FWHM<22nm；单色Micro-LED显示样机：尺寸≥0.5英寸，分辨率≥2000dpi，亮度≥6000cd/m2，灰度等级≥10bits；申请发明专利≥25件，其中PCT专利≥5件。 1.2高亮度高对比度全彩Micro-LED显示关键技术研究（共性关键技术、部省联动项目） 研究内容：开展针对Micro-LED显示需求的高效芯片制备工艺研究；发展适用于Micro-LED显示的低温共晶金属键合材料和工艺，突破无衬底Micro-LED芯片巨量转移和玻璃基驱动背板键合技术；开展非接触EL方式实现Micro-LED器件高效缺陷检测技术研究，突破高亮度和高对比度的驱动技术，开发高性能全彩化Micro-LED显示屏，并实现工程化应用。 考核指标：尺寸≥10英寸，ppi≥170，分辨率≥1920×1080，像素间距<150μm，芯片尺寸<30μm，亮度≥2000cd/m2，均匀性≥80%，灰度等级≥10bits，对比度≥1000000:1；申请发明专利≥25件，其中PCT专利≥5件。 1.3 超高分辨率LCoS空间光调制器关键技术研究（共性关键技术） 研究内容：研究超高分辨率、快速响应的空间光调制器设计、制备与封测等关键技术，解决像素串扰、材料匹配、驱动控制、时间波动、影像模糊、空间形变等关键问题，制备出高性能相位型和振幅型LCoS器件；研究LCoS芯片与三基色LD的高效率匹配技术；研究基于LCoS空间光调制器的光学引擎架构设计和优化，并实现整机集成测试与表征。 考核指标：开发出满足激光显示整机应用的超高分辨率LCoS空间光调制器，相位调制度≥2π，分辨率3840×2160（4K）和7680×4320（8K），器件有效区域≥0.6″（4K）和≥1.2″（8K），帧频速度≥180Hz，开口率≥90%，反射率≥80%，灰阶等级≥10bits，对比度≥4000:1，亮度≥400cd/m2，寿命≥20000小时。申请发明专利≥25件，其中PCT专利≥5件。 1.4 无载流子注入纳米像元电致发光显示关键材料与器件（基础前沿技术） 研究内容：研究无电学接触、无载流子注入纳米像元电致发光器件工作机制，解析限域载流子束包的振荡、跃迁、光子辐射原理；研究面向无电学接触、无载流子注入模式纳米发光材料的设计制备与纳米尺度图案化技术；开展器件结构优化设计，研发具有高电场耦合系数、高载流子产生率、高载流子增益系数的耦合腔和超表面等纳米倍增结构；突破像元级驱动技术与集成工艺，制备原型样屏；探索无电学接触、无载流子注入工作模式在发光芯片非接触检测领域的示范应用。 考核指标：纳米发光材料尺寸<300nm×300nm；无倍增结构的器件亮度≥200cd/m2，倍增结构的器件亮度提升率≥500%；研制出红、绿、蓝光单色纳米像元电致发光显示原型样屏，ppi≥30000，交流驱动电压峰值<20V，像元尺寸（包含发光单元和驱动单元）<500nm×500nm；发光芯片（衬底尺寸≥5cm×5cm，芯片尺寸＜50μm×50μm）无接触检测准确率≥99.99%；形成无电学接触、无载流子注入发光器件及纳米发光显示的表征测试与评价方法；申请发明专利≥25件，其中PCT专利≥5件；领域研究报告1项。 1.5 超薄宽视角向量光场显示技术与系统（共性关键技术） 研究内容：开展面向光场显示的变参量结构设计与构筑方法研究，解决传统多视角三维显示的视角反转、周期重复性视点排布和色彩漂移问题，突破基于微纳结构的视角调控器件和超薄指向性光源关键技术；研究基于柔性/曲面显示屏的光场显示方法；突破变参量微纳结构光刻核心技术，开发超薄宽视角向量光场显示系统及工程化技术。 考核指标：彩色动态三维显示，具有连续运动视差的视角范围≥150°，显示幅面≥27英寸，三维显示系统厚度<100mm；3D图像深度≥0.4m，刷新速率≥30Hz；柔性视角调控器件可弯曲程度<1700R；自主变参量微纳结构光刻调控精度<1nm，实现超薄宽视角向量光场显示示范应用。申请发明专利≥30件，其中PCT专利≥6件。 1.6 彩色电子纸显示材料与器件（共性关键技术、部省联动项目） 研究内容：研究高性能界面功能材料、印刷电子纸墨水材料和界面耦合机制，开发高可靠电子纸显示器印刷制备工艺和高色域显示器件集成技术及驱动系统，突破印刷电子纸显示关键材料瓶颈及印刷制程核心技术；研究高效率、高均一性电子纸显示墨水填充、封装核心设备；实现广色域、高亮度、低功耗电子纸显示器件。 考核指标：电子纸墨水材料基色种类≥3种；彩色电子纸显示器尺寸≥10英寸，彩色显示色域≥50%NTSC，响应时间<30ms，分辨率≥180ppi，能耗<10mW/平方英寸，器件寿命≥1.5万小时；研制自主知识产权的电子纸显示墨水填充封装关键装备：成膜均匀性±5%，封装对位精度±5μm；申请发明专利≥30件，其中PCT专利≥5件。 1.7 高性能氧化物TFT材料与关键技术（共性关键技术、部省联动项目） 研究内容：面向柔性大面积显示，开发高迁移率、高稳定性、高电流开关比的高性能氧化物半导体新材料；开发用于高世代生产线的高性能氧化物靶材的工程化技术；开发可用于生产的高性能氧化物薄膜晶体管（TFT）器件的结构及工艺，突破高世代线高性能TFT量产技术；开发低能耗、高低频宽范围可调的低温多晶硅-高性能氧化物（LTPO）驱动背板技术。 考核指标：1.场效应迁移率>40cm2/Vs；电流开关比≥109。正栅压应力下阈值电压漂移电压应力测试PBTS<0.5V@Vgs=20V，Vds=0.1V，应力时间1小时，温度=60℃；NBTS<1.0V@Vgs=-20V，Vds=0.1V，应力时间1小时，温度=60℃；负栅压光照应力下阈值电压漂移NBTIS<2.0V@Vgs=-20V，Vds=0.1V，应力时间1小时，温度=60℃，光照（白光LED）>10000cd/m2。2.高性能氧化物TFT技术导入量产线（G8.5代线及以上）；高性能LTPO技术导入量产线（G6代线及以上）。申请发明专利≥20件，其中PCT专利≥5件。 2. 第三代半导体及前沿电子材料与器件 2.1 面向大数据中心应用的GaN基高效功率电子材料与器件（共性关键技术） 研究内容：研究大尺寸Si衬底上GaN薄膜及其异质结构的大失配外延生长和缺陷/应力控制技术；研究材料中点缺陷、杂质对器件性能的影响规律及其表征方法；研究器件阈值电压漂移机制及栅压摆幅提升技术；研究高耐压、低导通电阻及高可靠性器件设计与产业化制备技术；研究GaN基高压桥式电路及其驱动电路集成技术；研究电压/电流振荡抑制技术和电磁干扰改善技术以及高转化效率电路拓扑，推动GaN基高效功率电子材料与器件在数据中心服务器领域的应用。 考核指标：实现650V电压等级国产GaN材料和功率器件规模化生产，6~8英寸Si衬底上GaN外延层位错密度＜1×108cm-2，异质结构方块电阻＜300Ω/sq，均匀性＜3%；电压等级650V的GaN基平面结构器件比导通电阻＜4mΩ∙cm2，导通电阻＜30mΩ，高频下动态电阻上升不超过12%；整机功率≥1.5kW的GaN基AC-DC（220V-48V）电源实现系统工作频率≥300kHz，整机最高转换效率≥98%，功率密度≥100W/in3，输出电压纹波＜0.5%，电流THD＜5%，实现在数据中心服务器领域的示范应用；申请发明专利≥10件，制定国家/行业/团体标准≥2项。 2.2 InGaN基长波段LED关键材料与器件技术（共性关键技术） 研究内容：面向下一代无荧光粉纯LED照明应用，研究高In组分InGaN基材料的外延生长、高效率量子结构设计与高光效黄光与绿光LED芯片关键技术，研究无荧光粉多基色LED照明封装技术，开发无荧光粉纯LED健康照明新产品。 考核指标：波长≥520nm绿光LED，20A/cm2电流密度下WPE≥50%、流明效率≥240lm/W；波长≥565nm黄光LED，20A/cm2电流密度下WPE≥30%、流明效率≥180lm/W；形成InGaN基长波段LED芯片批量生产能力；推出无荧光粉纯LED健康照明新产品，色温＜2700K，显色指数≥90，灯珠流明效率≥150lm/W；申请发明专利≥10件，制定国家/行业/团体标准≥2项。 2.3 新结构、新功能微小尺寸LED材料与器件及其在通信/传感领域的应用（共性关键技术） 研究内容：研究高亮度、高复合速率、高调制带宽、高灵敏度的蓝、绿光微小尺寸LED材料和器件制备技术；研究超高速可见光通信、空间精确定位和成像技术；研究微小尺寸LED柔性阵列芯片制备工艺，实现在光神经调控、血糖实时监测等医疗健康领域的应用；攻克国产化车规级高功率、高亮度微小尺寸LED材料、芯片及光源模组的产业化技术，实现在人车信息交互数字化车灯系统的应用。、 考核指标：蓝、绿光LED外延片位错密度＜5×107cm-2，载流子复合衰减时间＜300ps；LED通信芯片3dB带宽≥1.5GHz，传输距离≥10m，微小尺寸LED阵列MIMO通信速率≥50Gbps，LED定位和成像系统精度＜1cm；医疗健康用柔性LED阵列发光峰强度变化率＜5%（曲率半径＜20mm）；基于国产材料和微小尺寸LED芯片的数字前照灯像素≥200×60，整灯输出光通量≥3000lm，感知系统夜间识别距离≥300m，识别率≥90%，雨雾雪天识别距离＞100m，识别率≥80%；实现通信传感、医疗健康、智能交通等领域3项以上示范应用；申请发明专利≥10件，制定国家/行业/团体标准≥2项。 2.4 镓系宽禁带半导体新型异质结构高灵敏信息感知材料和器件（基础前沿技术） 研究内容：开展镓系宽禁带半导体异质结构材料的高通量计算设计和实验研究，探索固溶度、微结构、相变、极化、缺陷和杂质等与材料能带结构、载流子输运性质和器件信息感知能力之间的关联规律，发展材料结构—物理性质—器件性能之间的预测模型；探索具有超高灵敏度的镓系宽禁带半导体异质结构信息感知材料的可控制备新原理、新方法和新工艺，研制可用于高场强、强辐射等极端条件下的光电探测、气体传感和生化传感等新型半导体信息感知原型器件，进而对第三代半导体及前沿电子材料与器件的材料体系进行研究。 考核指标：开发出信息感知材料高效设计筛选技术和计算软件，高通量计算≥50000算例，筛选准确率≥90%，研发出高通量实验装置≥2台（套）；发现镓系宽禁带半导体新型异质结构材料≥3种，研制出超高灵敏度半导体信息感知新型原型器件≥2种；在高通量材料设计和复合结构制备领域发展出具有自主知识产权的新技术≥2项；申请发明专利或软件著作权登记≥10件，领域研究报告1项。 2.5 大尺寸SiC单晶衬底制备产业化技术（共性关键技术） 研究内容：研究大尺寸4H-SiC单晶生长与电学性能控制技术，有效提升电学性质一致性和可靠性；研究SiC单晶生长的热力学和动力学特性，研究晶体生长过程中杂质、多相和缺陷控制技术，推进大尺寸、低成本SiC单晶的产业化。针对SiC衬底加工工艺和表面质量、面型参数等关键技术问题，研究高效、低损耗的加工技术和大尺寸SiC单晶衬底表面粗糙度控制技术。 考核指标：实现6英寸SiC衬底材料规模化生产，6英寸SiC衬底（004）晶面的XRD摇摆曲线半峰宽＜45arcsec，TTV＜10μm，LTV＜2μm，WARP＜30μm，表面粗糙度＜0.2nm；其中半绝缘SiC衬底的微管密度＜0.3cm-2，电阻率≥1×1010Ω·cm；导电衬底的微管密度＜0.1cm-2，电阻率＜0.025Ω·cm，基平面缺陷密度＜1000个/cm2，螺位错密度＜400个/cm2；8英寸SiC单晶直径大于203mm，4H晶型比例大于95%，使用面积大于90%，XRD半峰宽＜60arcsec；大于0.3μm的颗粒密度小于0.5个/cm2；申请发明专利≥10件，制定国家/行业/团体标制≥2项。 2.6 高性能忆阻材料与红外智能感知器件研制（基础前沿技术） 研究内容：针对光电感知终端对高功能密度、低功耗及小型化的需求，研究可室温工作的新型红外探测材料设计及性能调控技术；研究基于高性能忆阻材料的突触、神经元器件及其电路配置方案；研究新型红外探测器、忆阻器与外围电路的集成工艺；研究面向智能感知的神经形态计算网络架构，构建多场景的硬件演示系统。 考核指标：实现忆阻材料体系≥2种，忆阻器件编程功耗＜1pJ、编程速度＜50ns、集成规模≥16Mb；神经元电路具有频率/时序编码、自适应调节和可配置的放电模式；开发≥2种室温工作的红外探测材料体系，红外传感器探测率≥1010Jones，红外探测器阵列规模≥320×256；实现忆阻器与红外探测器的集成；研制感存算一体的红外智能感知硬件系统，实现在探测和目标识别等任务的演示验证；申请发明专利≥20件，制定国家/行业/团体标准≥1项。 2.7 新型自旋电子材料与高性能存内计算器件研制（基础前沿技术） 研究内容：针对传统电荷型存储器的能效和可靠性瓶颈，突破自旋电子材料物理和器件集成关键核心技术；研究自旋轨道矩全电控驱动自旋翻转物理机制统一模型及其对存内计算特性的调控规律，发展临界翻转电流密度不随器件微缩而显著增加的方法；研究反铁磁材料的电学操控技术及构筑反铁磁自旋器件；开发工业量产可行的高电荷流—自旋流转化效率、低电阻率材料体系和制备方法；建立关键自旋轨道矩材料物性对器件性能调控的工艺库标准；实现全电控新型自旋量子器件存内计算单元结构设计和验证。 考核指标：实现CMOS工艺兼容的高电荷流—自旋流转化效率、低电阻率材料体系≥2种；实现反铁磁磁矩翻转的临界电流密度＜8×106A/cm2，新型反铁磁自旋器件≥3类；完成自旋轨道矩驱动型磁存储器关键材料工艺集成，磁存储器隧穿磁电阻率≥150%，能耗＜0.5pJ/bit，写入次数≥1×1012，数据保持≥10年，实现全电控高能效自旋轨道矩驱动磁存储器件单元阵列芯片，演示其读写及高并行存内计算功能；申请发明专利≥20件，制定国家/行业/团体标准≥2项。 3. 大功率激光材料与器件 3.1 高性能SESAM材料器件及窄线宽泵浦半导体激光器关键技术（共性关键技术） 研究内容：开展可饱和吸收镜（SESAM）外延材料和生长技术研究，优化可饱和吸收镜时间特性，缩短带间弛豫时间，开发低温生长吸收层材料和离子注入工艺，攻克外延材料生长、检测和表征及镀膜封装等关键技术，提高SESAM材料器件性能，开发实用化的低驰豫时间、高损伤阈值的SESAM器件；开展窄线宽泵浦激光器外延材料设计、波长稳定、非吸收窗口等研究，拓展766、780、796、852nm等新波长，提升窄线宽泵浦激光器性能；开展高均匀、低吸收玻璃的折射率调制度调控机制以及不同应用波长锁波体光栅损耗抑制与应用性能测试研究。 考核指标：半导体可饱和吸收镜（SESAM）：驰豫时间<500fs，损伤阈值≥3.5mJ/cm2@1064nm；驰豫时间<12ps，损伤阈值≥3.5mJ/cm2@1064nm，研制实用化高质量外延材料及商用化器件，实现SESAM核心器件应用。窄线宽泵浦半导体激光器：766、780、796、852nm泵浦LD，功率≥10W，线宽<0.05nm，研制的窄线宽766nm等泵浦激光器，实现国产化应用。锁波体光栅：光栅厚度≥5mm，反射率15%±5%，半高宽（FWHM）<0.05nm，实现国产化应用。应用验证数量每个品种≥2只，申请发明专利≥5件，制定国家/行业/企业标准≥3项。 3.2 千瓦级高功率特种光纤激光器（共性关键技术、部省联动项目） 研究内容：研究1mm波段单频光纤激光振荡、放大设计与制作、噪声产生及传递演化机理与抑制，突破线宽压窄技术、频率稳定技术、功率协同放大与稳定技术、光束质量优化技术等，研制出单模块千瓦级低噪声窄线宽单频光纤激光器，掌握其相位噪声特性，支撑引力波探测及空间相干测速等领域应用；研究2mm波段光纤激光种子源、Tm/Ho共掺增益光纤激光功率放大、非线性效应抑制、高效热管理等技术，研制出高可靠千瓦级2mm波段光纤激光器，支撑航空航天发动机燃烧流场诊断等领域的应用。 考核指标：1μm波段单频光纤激光器：工作波长~1.0μm，单模块输出功率≥1kW，线宽<10kHz，频率漂移<1MHz/30min，相对强度噪声<-160dB/Hz，功率不稳定度<1%，光信噪比≥55dB，光束质量M2<2。2μm波段光纤激光器：工作波长1.8~2.2μm，输出功率≥1kW，线宽<0.05nm，功率不稳定度<5%，光信噪比≥30dB，光束质量M2<2。申请发明专利≥6件，制定团体标准≥6项。 3.3 激光材料及器件在线测试与自动化设计技术（共性关键技术） 研究内容：开展高置信度、高精度、功率密度TW级飞秒激光损伤测试研究，构建损伤测试平台。开展上升沿纳秒、加载高压万瓦级电光晶体开关测试研究，构建电光器件测试平台。开展自由曲面建模、折反光线追迹、智能化光学仿真软件研究，构建异构并行的智能化计算库。 考核指标：检测飞秒激光损伤能量密度≥0.6J/cm2@515nm&1030nm、≥0.2J/cm2@343nm，测量不确定度<8%，脉宽<500fs；电光晶体消光比≥40dB@1053nm&1064nm，测量不确定度<10%@30dB，加载电压0~10000V（上升沿<15ns）。具有包含自由曲面的多种面型、折反光线追迹、智能优化等功能。具有矩阵及数值迭代运算、傅里叶变换、图像卷积等异构并行智能化计算库，含100余个核函数。技术就绪度6级，对标国外Zemax、CodeV光学设计软件的核心功能，实现国产化应用。申请发明专利≥5件，软件著作权≥3件，制定国家/行业/企业标准≥2项。 3.4 激光与非线性光学晶体高通量制备与表征（基础前沿技术） 研究内容：发展激光与非线性光学晶体材料的计算设计软件，开发激光与非线性光学材料高通量制备和表征技术及设备，开展材料数据的机器学习研究，建立材料化学组成、微观结构与吸收效率、发光品质、抗激光损伤阈值和非线性光学响应等关键性能之间的构效关系，应用于新型深紫外非线性光学晶体、大尺寸低吸收的中远红外非线性光学晶体、大尺寸波长可调谐的黄光激光晶体、大功率高重频人眼安全波段激光晶体与器件和高质量中红外激光单晶光纤等材料的研制，进而对大功率激光材料体系进行研究。 考核指标：研发激光和非线性光学晶体材料计算设计软件1套和基于机器学习的材料筛选系统1套，研制激光和非线性光学材料高通量制备和表征装置≥2台（套）。深紫外非线性光学晶体：截止边<200nm、尺寸≥4×4×5mm3；红外晶体器件尺寸≥8×8×30 mm3，泵浦波长处吸收系数<0.03cm-1，中波和长波激光输出功率分别≥5W。黄光激光晶体：尺寸≥Ф50×50mm2，平均功率≥5W，波长调谐范围570~590nm；1.55μm激光晶体：尺寸≥60×60×40mm3，峰值功率≥2kW，重频≥500kHz；中红外激光单晶光纤：直径达百μm级，直径均匀性优于10%，单根光纤激光输出功率≥50W。申请发明专利≥5件，制定国家/行业/团体标准≥2项，领域研究报告1项。 4. 青年科学家项目 4.1 基于氮化物半导体的纳米像元发光器件 研究内容：研究Micro-LED从微米进入纳米尺度、结构从二维进入一维乃至零维的纳米尺度量子结构、光学微腔以及超表面结构的生长与制备方法；研究包括表面等离极化激元、激子极化激元等准粒子的形成机制与非辐射能量转移机制，探索超自发辐射、受激辐射等发光新机制；研究超高量子效率、超低受激辐射阈值的纳米像元发光器件，探索在微显示方面的应用。 考核指标：衬底上（≥2英寸）蓝光纳米像元发光器件：发光单元尺寸<500nm，显示分辨率≥10000ppi，发光效率IQE≥50%；超辐射发光器件：室温下表面等离极化激元、激子极化激元的拉比分裂和阈值<1kW/cm2。申请发明专利10项，其中PCT2件。 4.2 纳米像元量子点发光材料与器件研究 研究内容：研究新型量子点发光材料制备、结构调控和阵列化技术，发展纳米像元量子点发光器件的制备方法与工艺，开展电场调控纳米像元量子点发光器件的性能研究，探索器件工作机理，突破纳米像元量子点发光结构设计与电场驱动关键技术，研制纳米像元量子点发光原型器件。 考核指标：单色纳米像元量子点发光器件，分辨率640×480，发光像元尺寸<800nm×800nm，亮度≥1000cd/m2，发光效率≥10%。申请发明专利≥10件，其中PCT专利≥2件。 4.3 中高压SiC超级结电荷平衡理论研究及器件研制 研究内容：研究SiC超级结结构的电荷平衡理论和电场调控机制；研究超级结器件结构参数对器件性能的影响规律和机制，探索具有低比导通电阻的器件结构及实现方法；研究具有高电场调控能力的终端保护结构；研发高深宽比超级结器件关键工艺技术和实现方法；研制低比导通电阻的SiC中高压超级结器件；研究超级结器件的可靠性并进行应用验证。 考核指标：建立起SiC超级结器件的电荷平衡基础理论，揭示器件结构参数和工艺条件对电荷平衡效果的影响规律和机制；超级结结构深宽比≥5:1，器件阻断电压≥3.3kV，室温下比导通电阻≤6mΩ·cm2；申请发明专利≥5件。 4.4 GaN基宽禁带半导体与Si半导体的单片异质集成方法与技术 研究内容：研究GaN基宽禁带半导体晶圆与Si晶圆的高强度异质键合技术；研究大尺寸GaN单晶薄膜的剥离与转移技术；研究异质集成晶圆上GaN基射频电子器件和Si半导体逻辑器件的兼容制造工艺技术；研究单片集成GaN与Si的材料热兼容性和器件电磁兼容性；研究单片集成的GaN基器件和Si器件的可靠性及其加固方法。 考核指标：GaN与S（i 100）半导体单片异质集成晶圆中GaN薄膜位错密度＜1×107cm-2，异质结构二维电子气迁移率≥2000cm2/V·s，方块电阻＜400Ω/sq；单片异质集成晶圆上的GaN基射频电子器件截止频率≥40GHz，6GHz时输出功率密度≥3.5W/mm，功率附加效率≥50%，150℃结温下MTTF大于106小时；Si（100）NMOS晶体管的饱和电流≥100mA/mm，开关比≥105，125℃下MTTF大于106小时；申请发明专利≥5件。 4.5 GaN单晶新生长技术研究 研究内容：开展GaN单晶衬底材料的新生长技术探索；研究GaN液相生长中的成核、传质输运、结晶生长机制；研究GaN中背景杂质控制、应力控制等关键技术；研究GaN中位错产生、湮灭、演化机制；研究GaN氨热法生长中的杂质控制与光学、电学性能调控技术；研究GaN助熔剂生长中的形核控制与大尺寸生长技术。 考核指标：用新生长技术制备的GaN单晶直径≥2英寸、厚度≥1cm，在2英寸面积范围内位错密度＜1×104cm-2；n型GaN单晶衬底电阻率＜20mΩ∙cm，半绝缘GaN单晶衬底电阻率≥1×108Ω∙cm；申请发明专利≥5件。 4.6 面向大功率激光应用的金刚石材料 研究内容：开展单晶金刚石钕元素掺杂技术研究，开发钕源高效导入系统，突破高掺杂浓度关键工艺；探索钕掺杂单晶金刚石激光增益机理，开展金刚石基增益介质激光产生基础研究；开展低缺陷密度大尺寸光学级单晶金刚石拉曼晶体生长技术研究，突破大尺寸生长设备优化、应力控制、杂质及缺陷调控等关键技术；开展金刚石和激光增益介质超高真空表面活化技术研究，突破低界面热阻金刚石基复合增益介质异质集成键合技术。 考核指标：钕掺杂单晶金刚石材料：钕掺杂浓度≥1017cm-3，其晶面（400）的XRD摇摆曲线半高宽<60arcsec，金刚石的一阶拉曼位移半高宽<4cm-1。光学级单晶金刚石材料：尺寸≥20×20×30mm3，N、Si等杂质浓度<1ppm，B杂质浓度<1ppb，晶面（400）的XRD摇摆曲线半高宽<50arcsec，金刚石的一阶拉曼位移半高宽<3cm-1，缺陷密度<105cm-2。金刚石和激光增益介质复合晶体：键合口径≥Ф30mm，界面热阻<4×10-4cm2K/W。申请发明专利≥5件。 4.7基于氮化铝半导体材料的单细胞分析器件 研究内容：研究高性能压电薄膜材料的压电极化一致性机制，以及主体化合物合成与制备技术；研究新型压电薄膜材料及关键器件的制备及图形化技术；研究新型压电材料与微流控芯片技术的片上集成技术，以及基于图像技术的细胞形态学分析方法，实现对单细胞的检测与分选，推动单细胞分析示范应用。 考核指标：实现基于细胞固有生物物理特性的高灵敏度、无标记性、无损分析方法，器件性能达到单细胞分辨率，实现对单个细胞>5个角度的多角度形态学分析；器件分析通量>1万细胞/分钟，细胞识别准确率>98%；细胞分析样机数量≥2款；实现对≥5种的肿瘤细胞系和≥3种的临床细胞样品的实时检测与分析；临床验证实验数≥500例；申请发明专利≥4件。