歐盟發(fā)布石墨烯科技路線圖 射頻領(lǐng)域的“新寵兒”
[導(dǎo)讀]歐盟未來新興技術(shù)（FET）石墨烯旗艦計(jì)劃發(fā)布了首份招標(biāo)公告和科技路線圖，介紹了擬資助的研究課題和支持課題，以及根據(jù)領(lǐng)域劃分的工作任務(wù)，每項(xiàng)課題都涉及多項(xiàng)工作任務(wù)。 根據(jù)路線圖，石墨烯旗艦計(jì)劃將分兩階段進(jìn)行
歐盟未來新興技術(shù)（FET）石墨烯旗艦計(jì)劃發(fā)布了首份招標(biāo)公告和科技路線圖，介紹了擬資助的研究課題和支持課題，以及根據(jù)領(lǐng)域劃分的工作任務(wù)，每項(xiàng)課題都涉及多項(xiàng)工作任務(wù)。
根據(jù)路線圖，石墨烯旗艦計(jì)劃將分兩階段進(jìn)行：初始熱身階段（2013年10月1日至2016年3月31日，共資助5400萬歐元）和穩(wěn)定階段（2016年4月開始，預(yù)計(jì)每年資助5000萬歐元）。
面向射頻應(yīng)用的無源組件
該課題旨在開發(fā)與測試天線、 電子互連、熱擴(kuò)散層、過濾器和微機(jī)電系統(tǒng)等無源組件在高頻電子領(lǐng)域的不同應(yīng)用。該課題還關(guān)注包括可用開關(guān)控制的屏障、自混合天線與光學(xué)透明器件在內(nèi)的新型 微波天線與器件。具體目標(biāo)包括：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于GRM的無源射頻組件；使用最先進(jìn)的表征技術(shù)和評估方法驗(yàn)證組件性能，以滿足不同應(yīng)用的具體需求；申請者應(yīng) 在提案中清楚描述和探討其預(yù)想的無源組件優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)之處。
GRM與半導(dǎo)體器件的集成
GRM 與傳統(tǒng)的基于硅、GaAs、GaNg、InP的半導(dǎo)體器件的集成，可以提升混合系統(tǒng)的性能。該課題旨在針對GRM膜的轉(zhuǎn)移與鍵合開發(fā)一種產(chǎn)業(yè)級的可擴(kuò)展方 法，從而實(shí)現(xiàn)GRM在半導(dǎo)體平臺上的后端集成。相關(guān)提案須關(guān)注GRM的轉(zhuǎn)移與鍵合，以及GRM與半導(dǎo)體器件間界面的設(shè)計(jì)。結(jié)合了GRM和半導(dǎo)體材料兩者功 能的混合系統(tǒng)應(yīng)作為工作集成器件發(fā)揮其潛能。
體目標(biāo)包括：尋求一條可擴(kuò)展的途徑，以便GRM膜集成到半導(dǎo)體系統(tǒng)時(shí)能實(shí)現(xiàn)晶片規(guī)模集成；針對 電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)和其他接觸性質(zhì)，對GRM與半導(dǎo)體器件的相互作用進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)的應(yīng)用；使用最先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)評估被集成的GRM層的質(zhì) 量；實(shí)現(xiàn)混合系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。
高頻電子學(xué)
該項(xiàng)任務(wù)旨在針對基于石墨烯的高頻電子技術(shù)的開 發(fā)制定長期愿景。具體目標(biāo)包括：優(yōu)化關(guān)鍵的加工技術(shù)，涉及接觸電阻、柵極堆棧、鈍化、帶隙工程和不同二維材料的整合；確定制造石墨烯基高頻集成電路面臨的 關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并開發(fā)相應(yīng)的解決方案；針對石墨烯基高頻器件的制造提出新理念；針對材料、流程和器件定義相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化途徑；將石墨烯視為下一代高性能電子 材料，制定清晰、詳細(xì)的開發(fā)路線圖。
柔性電子學(xué)
該項(xiàng)任務(wù)旨在研究石墨烯在柔性電子器件和系統(tǒng)開發(fā)所需的關(guān)鍵技術(shù)方面的用途，涉及材料與制造過程、靈活的能源解決方案、柔性射頻電子學(xué)和無線連接方案、柔性傳感器、柔性無源電子技術(shù)、面向柔性電子學(xué)的系統(tǒng)級平臺等領(lǐng)域。
與招標(biāo)公告同時(shí)發(fā)布的還包括一份石墨烯科技路線圖。該路線圖計(jì)劃每兩年更新一次，旨在為基于石墨烯、二維晶體和混合系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)提供指導(dǎo)。
硅光子學(xué)的集成
該 課題旨在面向下一代計(jì)算與通信系統(tǒng)，開發(fā)集成GRM與硅波導(dǎo)和無源光路的方法，特別是可使現(xiàn)有的類CMOS硅制造基礎(chǔ)設(shè)施在未來實(shí)現(xiàn)晶片規(guī)模集成的可擴(kuò)展 方案。具體目標(biāo)包括：展示GRM與硅基光電集成電路晶片規(guī)模集成的可能性；在集成GRM基調(diào)制器和檢測器與硅光子電路的基礎(chǔ)上對光互連進(jìn)行驗(yàn)證；利用最先 進(jìn)的計(jì)量技術(shù)，優(yōu)化和評估電路的性能與能效；證明非線性器件可實(shí)現(xiàn)全光數(shù)據(jù)處理。
光電子學(xué)
該 項(xiàng)任務(wù)旨在通過石墨烯電子和光子組件（如激光器、開關(guān)、光波導(dǎo)、光頻3轉(zhuǎn)換器、放大器、空腔、調(diào)制器、光檢測器、納米光子組件、超材料、太陽能電池等）的 融合與集成，創(chuàng)建新的石墨烯光子學(xué)和光電子學(xué)領(lǐng)域。這需要針對石墨烯及相關(guān)的二維層狀材料開發(fā)不同的制造方法。此外，還需提供廣泛的理論支持，以促進(jìn)對石 墨烯及二維材料光學(xué)行為和光電響應(yīng)的理解。
傳感器
該項(xiàng)任務(wù)旨在開發(fā)基于石墨烯薄膜的傳感器件，特別是開發(fā)靈敏度高、用途廣的傳感器件，并通過建模對其進(jìn)行原理驗(yàn)證。具體任務(wù)包括：樣品制備與基礎(chǔ)測試；傳感器工作原理描述；通過建模進(jìn)行技術(shù)和可行性評估。
化學(xué)傳感器、生物傳感器與生物界面
石墨烯及相關(guān)材料（GRM）對分子間相互作用非常敏感，是制造化學(xué)傳感器的理想材料，理論上可以實(shí)現(xiàn)單分子檢測，更進(jìn)一步還能開發(fā)用于生物系統(tǒng)的界面?zhèn)鞲?器。新興傳感技術(shù)與生物學(xué)的融合能實(shí)現(xiàn)亞細(xì)胞分辨率的細(xì)胞表面動(dòng)力學(xué)研究，并制造出新型器件。該課題旨在研究與開發(fā)基于GRM的醫(yī)用新技術(shù)，具體目標(biāo)包 括：實(shí)現(xiàn)對單分子（無論是氣相還是液相）的選擇性檢測；開發(fā)細(xì)胞仿生系統(tǒng)；檢測膜/細(xì)胞表面的電場與化學(xué)梯度；開發(fā)多向界面，解決電子器件與生物軟組織間 的機(jī)械失配問題。
根據(jù)路線圖，石墨烯旗艦計(jì)劃將分兩階段進(jìn)行：初始熱身階段（2013年10月1日至2016年3月31日，共資助5400萬歐元）和穩(wěn)定階段（2016年4月開始，預(yù)計(jì)每年資助5000萬歐元）。
面向射頻應(yīng)用的無源組件
該課題旨在開發(fā)與測試天線、 電子互連、熱擴(kuò)散層、過濾器和微機(jī)電系統(tǒng)等無源組件在高頻電子領(lǐng)域的不同應(yīng)用。該課題還關(guān)注包括可用開關(guān)控制的屏障、自混合天線與光學(xué)透明器件在內(nèi)的新型 微波天線與器件。具體目標(biāo)包括：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于GRM的無源射頻組件；使用最先進(jìn)的表征技術(shù)和評估方法驗(yàn)證組件性能，以滿足不同應(yīng)用的具體需求；申請者應(yīng) 在提案中清楚描述和探討其預(yù)想的無源組件優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)之處。
GRM與半導(dǎo)體器件的集成
GRM 與傳統(tǒng)的基于硅、GaAs、GaNg、InP的半導(dǎo)體器件的集成，可以提升混合系統(tǒng)的性能。該課題旨在針對GRM膜的轉(zhuǎn)移與鍵合開發(fā)一種產(chǎn)業(yè)級的可擴(kuò)展方 法，從而實(shí)現(xiàn)GRM在半導(dǎo)體平臺上的后端集成。相關(guān)提案須關(guān)注GRM的轉(zhuǎn)移與鍵合，以及GRM與半導(dǎo)體器件間界面的設(shè)計(jì)。結(jié)合了GRM和半導(dǎo)體材料兩者功 能的混合系統(tǒng)應(yīng)作為工作集成器件發(fā)揮其潛能。
體目標(biāo)包括：尋求一條可擴(kuò)展的途徑，以便GRM膜集成到半導(dǎo)體系統(tǒng)時(shí)能實(shí)現(xiàn)晶片規(guī)模集成；針對 電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)和其他接觸性質(zhì)，對GRM與半導(dǎo)體器件的相互作用進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)的應(yīng)用；使用最先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)評估被集成的GRM層的質(zhì) 量；實(shí)現(xiàn)混合系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。
高頻電子學(xué)
該項(xiàng)任務(wù)旨在針對基于石墨烯的高頻電子技術(shù)的開 發(fā)制定長期愿景。具體目標(biāo)包括：優(yōu)化關(guān)鍵的加工技術(shù)，涉及接觸電阻、柵極堆棧、鈍化、帶隙工程和不同二維材料的整合；確定制造石墨烯基高頻集成電路面臨的 關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并開發(fā)相應(yīng)的解決方案；針對石墨烯基高頻器件的制造提出新理念；針對材料、流程和器件定義相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化途徑；將石墨烯視為下一代高性能電子 材料，制定清晰、詳細(xì)的開發(fā)路線圖。
柔性電子學(xué)
該項(xiàng)任務(wù)旨在研究石墨烯在柔性電子器件和系統(tǒng)開發(fā)所需的關(guān)鍵技術(shù)方面的用途，涉及材料與制造過程、靈活的能源解決方案、柔性射頻電子學(xué)和無線連接方案、柔性傳感器、柔性無源電子技術(shù)、面向柔性電子學(xué)的系統(tǒng)級平臺等領(lǐng)域。
與招標(biāo)公告同時(shí)發(fā)布的還包括一份石墨烯科技路線圖。該路線圖計(jì)劃每兩年更新一次，旨在為基于石墨烯、二維晶體和混合系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)提供指導(dǎo)。
硅光子學(xué)的集成
該 課題旨在面向下一代計(jì)算與通信系統(tǒng)，開發(fā)集成GRM與硅波導(dǎo)和無源光路的方法，特別是可使現(xiàn)有的類CMOS硅制造基礎(chǔ)設(shè)施在未來實(shí)現(xiàn)晶片規(guī)模集成的可擴(kuò)展 方案。具體目標(biāo)包括：展示GRM與硅基光電集成電路晶片規(guī)模集成的可能性；在集成GRM基調(diào)制器和檢測器與硅光子電路的基礎(chǔ)上對光互連進(jìn)行驗(yàn)證；利用最先 進(jìn)的計(jì)量技術(shù)，優(yōu)化和評估電路的性能與能效；證明非線性器件可實(shí)現(xiàn)全光數(shù)據(jù)處理。
光電子學(xué)
該 項(xiàng)任務(wù)旨在通過石墨烯電子和光子組件（如激光器、開關(guān)、光波導(dǎo)、光頻3轉(zhuǎn)換器、放大器、空腔、調(diào)制器、光檢測器、納米光子組件、超材料、太陽能電池等）的 融合與集成，創(chuàng)建新的石墨烯光子學(xué)和光電子學(xué)領(lǐng)域。這需要針對石墨烯及相關(guān)的二維層狀材料開發(fā)不同的制造方法。此外，還需提供廣泛的理論支持，以促進(jìn)對石 墨烯及二維材料光學(xué)行為和光電響應(yīng)的理解。
傳感器
該項(xiàng)任務(wù)旨在開發(fā)基于石墨烯薄膜的傳感器件，特別是開發(fā)靈敏度高、用途廣的傳感器件，并通過建模對其進(jìn)行原理驗(yàn)證。具體任務(wù)包括：樣品制備與基礎(chǔ)測試；傳感器工作原理描述；通過建模進(jìn)行技術(shù)和可行性評估。
化學(xué)傳感器、生物傳感器與生物界面
石墨烯及相關(guān)材料（GRM）對分子間相互作用非常敏感，是制造化學(xué)傳感器的理想材料，理論上可以實(shí)現(xiàn)單分子檢測，更進(jìn)一步還能開發(fā)用于生物系統(tǒng)的界面?zhèn)鞲?器。新興傳感技術(shù)與生物學(xué)的融合能實(shí)現(xiàn)亞細(xì)胞分辨率的細(xì)胞表面動(dòng)力學(xué)研究，并制造出新型器件。該課題旨在研究與開發(fā)基于GRM的醫(yī)用新技術(shù)，具體目標(biāo)包 括：實(shí)現(xiàn)對單分子（無論是氣相還是液相）的選擇性檢測；開發(fā)細(xì)胞仿生系統(tǒng)；檢測膜/細(xì)胞表面的電場與化學(xué)梯度；開發(fā)多向界面，解決電子器件與生物軟組織間 的機(jī)械失配問題。
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