通知公告

2021年度合肥市自然科学基金项目申报汇总表
序号	申报代码	指南名称	主要研究内容	主要研究目标	学科代码	备注
1	HF2021001	基于全场光测的半导体集成电路芯片复杂结构高精度三维检测	研究基于全场光测的集成电路芯片3D成像检测技术，开发用于芯片封装领域的QFP/BGA等产品的3D尺寸测量和缺陷检测系统，检测精度达到国际先进水平。具体内容包括：（1）基于全场光测的芯片3D光学检测关键技术研究；（2）不同封装形式兼容的集成芯片3D检测系统设计；（3）集成芯片3D测量的高速图像检测与分析处理算法。	本项目研究基于全场光测的集成电路芯片3D成像检测技术，结合结构光投影测量与全息散斑干涉测量技术，开发用于芯片封装领域的QFP/BGA等半导体芯片的三维尺寸测量和缺陷检测系统，检测精度和速度可以达到国际水平。实现集成电路3D检测核心技术的突破，研发具有自主知识产权的国产关键设备，打破国外技术和设备垄断，加快提升我省科技创新和产业核心竞争力，促进经济高质量发展提供技术支撑。	E0511
2	HF2021002	面向核聚变堆ODS-W材料湿化学法制备关键技术与应用基础研究	钨基复合粉体特征与坯体成形和烧结体显微结构控制；湿化学法第二相掺杂钨粉体的烧结过程和机理；不同工艺制备下获得的钨基材料的综合机械性能，工艺参数与性能之间的关系及其性能提升机理；不同温度下钨基材料变形、损伤及断裂行为；成分、显微组织对钨基材料DBTT/再结晶行为的影响规律；不同瞬态高热负荷条件下，钨基材料表面温度、形貌和质量烧蚀率以及热冲击损伤行为机制；不同粒子辐照下，钨基材料表面形貌、结构、起泡等行为，对材料辐照后的界面显微组织、热导率、硬度与界面结合情况进行综合评价。	1) 获得高效、粉体尺寸和成分完全可控的钨基复合粉体湿化学制备工艺可控，先进钨基粉体的单批规模不小于100公斤；获得高性能掺杂钨材料体系，韧脆转变温度<100 ℃，再结晶温度>1450℃，室温热导率>175 W/mK，800℃热导率>120 W/mK，承受2000次20MW/m2热负载；获得先进钨基材料的高通量低能等离子体辐照损伤、H/He 滞留和高能粒子辐照数据，数据指标均需优于 ITER 级纯钨；2) 揭示钨基复合粉体特征与坯体成形能力和烧结体显微结构关联性；提出钨基材料组织性能与损伤之间关系的评价体系及其性能提升机理。	E1306
3	HF2021003	基于光散射的大视角3D全息显示	基于三维计算全息的物理根本问题，本项目的主要研究内容包括：（1）光学散射引入计算全息的基本原理和理论；（2）基于光学散射的三维全息图合成算法；（3）基于光学散射的全息投影仪原型机的研制。	项目拟突破传统三维全息图的分辨率和串扰极限，并克服传统全息显示的视角和视场相互制约的问题，研究基于光学散射的三维全息图实时算法，研制基于光学散射的全息投影仪原型机，实现高密度、大视场、大视角的三维全息投影技术。	A04
4	HF2021004	喷墨打印图案化半导体薄膜及其在平板显示中应用	研究电子墨水介质的流变性质、溶剂和浓度、表面张力等与可薄膜打印性能的关系；原位在线研究可打印墨水介质液滴的动态形成过程以及液滴在基底上的铺展和干燥过程，通过控制墨水介质性质、基底表面能和溶剂蒸发条件，得到高质量的用于器件组装的图案。探讨和完善打印制备大面积均匀有机薄膜形成过程中的关键技术，实现大面积有机薄膜的均匀制作、相态和界面调控；建立大尺寸高有序高分子半导体薄膜均匀生长和凝聚态调控的方法。	在理论上，阐明喷墨打印半导体薄膜过程中薄膜内部演化的热力学与动力学因素与薄膜相形态结构的关系。在技术和应用上，开发形态可控、相态可调的喷墨打印技术，为打印制备大面积柔性薄膜晶体管及其平板显示提供科学依据。	E0309
5	HF2021005	硅基片上集成微波光子探测器研究	提高光电探测器的饱和输出功率能从多方面提升微波光子系统的性能指标。考虑到器件的CMOS兼容性，将主要研究如何提升GeSi波导型探测器的饱和输出功率：对于工作频率要求不高（<15GHz）微波光子链路，通过器件结构优化，如调整Ge吸收区大小、位置、厚度等结构参数，降低光生载流子浓度，通过牺牲部分工作带宽来换取饱和微波输出功率的大幅提升；对于对工作频率要求高于15GHz的微波光子链路，则采取分段周期加载型行波探测结构。对光波导、共面传输线和单个探测器进行统筹优化设计，研究能实现阻抗匹配以及微波/光波速度匹配的方法和器件结构，从而克服器件RC时间常数的限制，使得器件兼具高带宽和高饱和输出功率的优点。	研发面向集成光子化微波光子系统需求的低成本、高饱和功率、高带宽、可片上集成的分布式硅基Ge光波导行波探测器芯片，实现核心元件的自主可控。通过片上集成探测器，提高微波光子系统的集成度，降低系统体积和插入损耗。关键器件技术指标达到饱和输入光功率≥17dbm、带宽≥18G、响应度≥0.5A/W、暗电流≤30nA；完成器件的光栅垂直耦合封装，并实现器件在微波光子系统中的应用。	F0403
6	HF2021006	低失重稀土永磁材料的表层微合金化及其耐蚀性能研究	1）NdFeB磁体表层微合金化的成分设计及微观结构控制；2）表层微合金化对磁体耐蚀性能的影响机制；3）表层微合金化对磁体磁性能的影响	1）磁体PCT实验500h中失重小于2 mg/cm2；2）明确合金元素晶间扩散机制，成分、微结构调控对磁体耐蚀性能的影响机制。	E0107
7	HF2021007	良恶性肺结节特异性miRNA临床预测模型的构建及临床应用	通过对小规模肺结节患者血浆外泌体miRNA高通量测序及大规模肺结节患者的qPCR定量分析，联合影像学表现及miRNA来建立肺结节恶性概率临床预测模型。简明的步骤如下： A）收集具有明确病理的良恶性肺结节患者的术前血浆，分离外泌体miRNA； B）通过高通量测序筛选一组候补差异表达的miRNA； C）大规模收集具有明确病理结果的肺小结节患者术前血浆、临床特征及结节影像学表现作为训练组，对候补miRNA进行qPCR定量分析，通过logistics回归分析建立肺结节恶性程度临床预测模型； D）收集性质未知的肺结节患者100-300人作为验证组，通过该模型预测恶性概率，并随访和追踪哪些患者进展成为肺癌（追踪时间2年），分析比较该模型的诊断灵敏性和特异性。	在两年的研究时间内，期望达到如下目标： 1）筛选出在良恶性肺结节中表达差异的外泌体miRNA,并建立适合中国人的临床预测模型，为肺癌早期诊断提供依据。 2）为相关miRNA的作用机制研究提供理论基础。	H0101
8	HF2021008	自动化言语声学分析在认知老化评估中的应用	(1) 结合认知神经科学、心理测验理论和语音科学，基于计算机和虚拟现实技术，设计出本土化、生态效度高的言语范式。(2) 筛选特异敏感的言语声学特征，比如韵律学特征/音质特征/基于谱的相关特征以及语义、语法和句子相似性等；研究鲁棒的特征提取算法。(3) 将言语声学特征集划分训练集和测试集，行为学特征和神经影像特征作为金标准，发展机器学习模型；基于传统模型或新神经网络结构进行优化，实现对认知老化的准确、快速量化评估，以及预测认知衰退风险。(4) 通过各年龄阶段的认知剖面分析认知老化进展，结合神经影像及传统神经心理测验，建立声学特征和行为学特征、大脑功能间的映射关系，实现特征的可解释性，终解释认知老化。	基于语音科学、心理测验理论和认知神经科学，发展、验证并推广自动化的认知功能评估技术；结合神经影像，建立言语声学特征与行为学特征、大脑功能间的映射关系，研究认知老化进展及其机制；服务认知障碍的早诊断和早干预。	F0609
9	HF2021009	基于环保制冷剂的电子冷却用微通道临界热流密度机理研究	项目针对基于环保制冷剂的微通道CHF机理，开展以下研究： (1)研究微通道流动沸腾CFD仿真建模方法，优化模型网格与控制方程系数，开展模型修正工作，获得较为准确的CFD仿真模型，为基于环保制冷剂的微通道CHF机理研究建立理论前提。 (2)基于不同工况参数和微通道结构参数，开展制冷剂沸腾流动数值模拟，分析气液两相流物理场分布特点，研究CHF状态下气泡生成微观行为和壁面干涸点、温度突升位置，揭示CHF随工况参数、制冷剂物性、通道尺寸的变化规律。 (3)研究基于环保制冷剂的微通道CHF核心影响因素，分析核心因素变化对于微通道CHF的提升效果与关联性，为基于环保制冷剂的微通道CHF提升建立理论依据。	建立基于环保制冷剂的微通道流动沸腾CFD仿真模型，获得不同工况参数、微通道结构参数、制冷剂物性参数下微通道流动沸腾与CHF仿真基础数据，掌握不同参数条件对基于环保制冷剂的微通道CHF作用机制与影响规律，提出环保制冷剂在替换传统制冷剂后微通道CHF提升的设计方向，为基于环保制冷剂的电子冷却用微通道技术发展提供理论指导及技术支持。	E0603
10	HF2021010	窄带隙少铅钙钛矿太阳能电池器件的研究	（1）窄带隙少铅钙钛矿材料结晶动力学调控。针对锡基电池容易被氧化和自掺杂的问题，拟解决薄膜稳定性问题，利用生长均化机理，获得低缺陷密度的窄带隙少铅钙钛矿薄膜，提升太阳能电池效率。（2）界面调控提升电池稳定性。开发高稳定、高迁移率全无机电荷传输界面层的低温制备工艺，设计合成高度耐光性的界面材料，阻止钙钛矿材料中的离子移动，抑制钙钛矿与界面材料相互作用；解决器件界面电荷传输及界面均匀性问题，提升电池稳定性	（1）通过阳离子调控以及同族元素和过渡金属掺杂等有效手段，获得低缺陷密度的钙钛矿薄膜，提升窄带隙少铅钙钛矿太阳能电池效率。（2）通过掺杂、晶界钝化等手段实现能带结构、界面电荷分离与输运等优化，提升窄带隙少铅钙钛矿太阳能电池稳定性。	B050804
11	HF2021011	SDF-1/CXCR4信号通路介导MSC聚集在膜诱导技术促进骨缺损修复中的作用机制研究	构建骨缺损诱导膜模型，植入骨水泥后检测不同时间点骨髓、外周血和诱导膜组织内SDF-1的浓度和MSC数量，明确两者在骨水泥植入后体内动态变化规律及评价其可能的关联，采用基因敲除等技术明确SDF-1是否为MSC动员的影响因素，探讨移植骨植入后不同组织内MSC迁移的规律，明确MSC组织来源，评估SDF-1/CXCR4轴在膜诱导技术植骨后对MSC动员的影响。	1）评价宿主MSC在膜诱导技术修复骨缺损过程中的作用，证实体诱导膜内MSC的来源。 2）揭示在膜诱导技术修复骨缺损过程中，诱导膜中高表达的SDF-1在MSC的迁移和移植骨成骨过程的作用及其机制。	H0606
12	HF2021012	基于光学表面波显微镜的大气颗粒物片上检测技术研究	1、研究光学表面波与纳米级大气单颗粒物之间的相互作用，如何通过远场散射光信号获得颗粒物的尺寸、成分等信息。 2、光学系统搭建：搭建一套高效激发表面波的高速振镜扫描系统，并将其集成到倒置光学显微镜中。利用显微镜的成像与光谱测量功能，实现对纳米颗粒物散射光信号的实时在线采集与分析。 3、基于理论分析和数值计算结果，研究如何精准制作负载光学表面波的样品基片，并将其集成到环境湿度可控系统。研究如何合成制作获实时采集纳米级大气超细颗粒物，硝酸铵，硫酸铵等，并将其高效沉积到样品基片。 4、研究如何利用表面波光学成像技术，获得不同组分单个纳米级大气细颗粒物粒径等随环境湿度的变化规律。	尝试将近期发展的光学表面波成像、传感及光谱测量技术应用到纳米级大气细颗粒物（硝酸铵，硫酸铵等）各种物性的分析与表征，建立单个大气超细颗粒物吸湿增长动态过程的分析测试系统；为大气纳米级颗粒物与水汽相互作用机理研究提供数据和技术支撑。	F0508
13	HF2021013	基于扫描探针显微术的高分辨无损检测方法研究	1）基于多参数调控的声学扫描探针显微术亚表面成像方法研究：针对声学扫描探针显微术中，作用载荷、激励频率、激励幅度等影响因素对亚表面成像存在耦合影响的问题，本部分工作将研究上述影响因素对亚表面检测的耦合影响规律，并发展多参数优化调控方法，以实现亚表面成像衬度优化；2）表面形貌因素解耦方法研究：在基于扫描探针显微术的亚表面成像方法中，表面形貌起伏将对亚表面结构成像产生耦合影响，从而影响图像解释，为此，此部分工作将进行面向表面形貌因素解耦的实验及理论方法研究；3）实际成像应用及缺陷识别方法研究：针对微电子器件中的分层、空洞、裂纹等缺陷进行成像研究，并结合机器学习算法开展缺陷的智能识别分类方法研究。	本项目旨在发展面向高分辨、无损亚表面成像的扫描探针显微术成像方法，具体研究目标包括：1）阐明接触载荷、激励频率、幅度等影响因素对亚表面成像的耦合影响规律，发展基于多参数调控的优化成像策略；2）明确形貌因素对亚表面成像的耦合影响，建立面向形貌因素解耦的实验及理论方法；3）开展面向微电子器件亚表面缺陷的成像研究，建立智能缺陷识别分类方法。	E0511
14	HF2021014	精密重载传动界面微观功能性表面设计与控制	本项目将微观功能性表面、表征与控制置于一个框架下开展研究，实现产品性能及产品的全寿命周期对微观功能性表面依赖性的定量描述，建立全面包含形状特征、性能特征、制造特征、质量特征的特征化设计体系。通过相应的表面表征、接触力学、摩擦学等研究，揭示微观功能接触界面服役性能与行为的形成和演变规律、宏观和微观跨尺度动态摩擦润滑、接触机制以及失效机理等；建立微观功能性表面形貌跨尺度设计与制造的理论与方法，实现精密减速器全服役周期综合性能的提升，并与企业合作选择一种精密减速器取得应用结果。本项目的预期成果是提高产品性能的一种核心技术，特别是在工业机器人领域，必将推进国产零部件质量的提升、可靠性和寿命升级，为安徽机器人制造业的发展做出贡献。	研究面向功能与控制的三维表面形貌设计理论、技术及算法，揭示微观三维形貌服役性能与行为的形成和演变规律、宏观和微观跨尺度动态摩擦润滑及接触机制以及失效机理等；并与精密减速器全服役周期的试验结合，形成微观功能性表面跨尺度设计与制造的理论与方法，形成面向产品性能的三维表面形貌设计系统，建立相应的支撑软件平台，并在高精密减速器行业发展具有自主知识产权的设计和制造关键技术，为实现国产高精密减速器全生命周期综合性能的提升提供理论和技术支撑。	E0505
15	HF2021015	基于深度学习无监督跨域行人再识别若干关键问题研究	行人再识别已经在计算机视觉领域得到了广泛的应用，目前有监督的行人再识别已经实现了人类级别的性能。然而，使用无标注的数据进行无监督训练十分困难，再将模型适应到一个新域上则更具挑战性。本项目针对以上问题拟采用聚类合并的方法，逐步提高无监督跨域行人再识别的性能。主要内容包括：（1）研究无监督行人再识别问题，利用关系注意力机制提取显著性特征表示增强聚类合并性能；（2）研究跨域行人再识别问题，利用图卷积网络建模亲属关系图提高提高模型泛化能力。项目研究成果对促进行人再识别技术在实际生活中的应用、提高视频监控智能化具有重要意义。	完成基于深度学习无监督跨域行人再识别系统。以聚类合并的方式完成基于深度网络模型的训练及行人识别，训练网络具有提取显著性区域特征的能力。针对现阶段行人再识别模型容易过拟合，跨场景识别精度低的特点，提出无监督跨域行人再识别方法图卷积网络关系模块。该方法通过图卷积网络构建亲属子图，将源域数据学习到的整合邻居样本信息的能力迁移至目标域数据，以充分利用无标签的目标域数据，提高无监督跨域行人再识别的性能。	F0116
16	HF2021016	极端条件下先进核能设施承灾能力与基础理论研究	该项目属于先进能源和重大工程防灾减灾领域，旨在为先进核能设施抗震安全评价和安全保障提供理论基础和技术支撑。（1）开展郯庐断裂带复杂场地-核能设施的多尺度本构及多/跨尺度分析模型与方法研究；（2）内压、地震作用下先进核能设施钢-混凝土组合安全壳承载力计算公式与功能失效机理研究（3）远、近场及主余震作用下先进核能设施复杂场地-核岛厂房结构抗震性能评价及其震损失效模式研究（4）郯庐断裂带先进核能设施基础隔震技术、重力水箱流固耦合减震方法与柔性连接技术研究（5）爆炸和冲击作用下先进核能设施钢-混凝土组合厂房结构动态失效破坏机理与防护技术研究	（1）构建郯庐断裂带复杂场地-核能设施的多尺度本构分析模型与方法；（2）提出内压、地震作用下先进核能设施钢-混凝土组合安全壳承载力计算公式（3）揭示远、近场及主余震作用下先进核能设施复杂场地-核岛厂房结构抗震性能水准与震损失效模式（4）提出郯庐断裂带先进核能设施基础隔震技术与柔性连接技术（5）揭示爆炸和冲击作用下先进核能设施钢-混凝土组合厂房结构动态失效破坏机理。	E0810
17	HF2021017	基于电性能指标的高精度雷达电子设备振动控制技术	1、电子设备机电耦合振动机理及参数研究；分别从时域、频率和幅值域上对电子设备振动与电指标的耦合机理进行研究，确立关键电性能指标与振动方向、量级、频率等参数的影响关系。 2、面向服役环境的高精度电子设备许用振动条件研究；基于机电耦合振动机理，确立典型电子设备在服役环境下正常工作时承受的许用振动条件。 3、基于电指标的机电耦合振动控制优化技术；将电指标量化到振动控制参数中，保证机械性能下，以电性能佳进行机电耦合振动控制优化研究。 4、兼顾机电性能指标的减振评价方法和测试平台研究：建立包含机电性能减振效果的评价方法，在此基础上，构建高精度雷达电子设备机电耦合减振测试平台。	针对高精度机载、车载雷达在服役强振动服役环境下的机电耦合振动控制问题，开展机电耦合振动控制方法及应用基础研究，构建机、电协同指标下典型电子设备的减振设计模型，研究机电耦合振动机理及敏感参数分析，建立基于电性能指标的服役环境许用振动条件，研究机电耦合振动控制优化技术，形成服役振动环境下机电耦合振动控制评价方法和减振性能评估平台，有效提升高精度雷达电子设备在强振动环境下的电性能稳健特性。	A020312
18	HF2021018	太阳能光电/光热与被动制冷复合系统的综合性能研究	提出光电/光热/制冷综合利用的概念，基于多功能耦合的思路完成集成系统板芯的设计：基于集成系统板芯设计搭建一套光电/光热/被动制冷综合利用实验测试系统；实验测试综合利用系统白天的太阳能光电/光热转换性能和夜间被动制冷性能，验证系统的多功能性；提出系统综合利用的光谱优化设计原则，并给出光谱选择性表面的理想光谱分布；同时，建立了一个基于光谱选择性表面集成系统板芯的光电／光热/制冷耦合模型，并进行初步的性能评估。基于光谱选择性利用的思路，探讨光伏电池的光谱被动热管理方法，包括太阳能光谱分频利用、强化天空被动制冷和全光谱热管理；基于能量平衡，模拟分析光谱热管理方法在不同工况下对光伏电池的被动降温效果。	实现多种用能形式的PV-Trombe墙系统的优化设计方法和加工制作工艺；建立光伏/光热建筑一体化系统数学模型，开发一套适用于安徽地区的气象条件，对不同季节、不同建筑特点全年性能评估软件。通过对系统关键问题的基础研究，揭示光电/光热过程和建筑内环境动态耦合机制。	E0607
19	HF2021019	车用定子永磁型双极性横向磁通电机设计及控制策略研究	（1）建立电机的分析方法。利用等效磁路法和有限元法对电机磁场分布、反电动势、绕组自感与互感等进行分析计算，研究电机结构对空载和负载的影响，建立其准确的分析模型。（2）建立电机通用设计方法及优化。根据计算得到的电磁性能参数和仿真结果，进行性能校核和结构参数的反复调整和优化，确定电机的设计参数，包括永磁材料尺寸及其形状以及定转子铁芯尺寸、绕组匝数等，建立电机设计的通用原则。（3）实施电机驱动控制技术研究。在电机本体确定的情况下，研究控制器拓扑结构、控制策略或控制算法对系统性能的影响，确立佳的控制器拓扑结构、控制策略或控制算法。	（1）适应新能源汽车产业发展需求，以研发出新一代高效高功率密度车用驱动系统为目标，将磁通切换引入横向磁通电机中，构建出新型结构定子永磁型双极性横向磁通电机；（2）针对提出的新结构电机，以提高电机功率密度、效率和调速运行性能为具体目标，对电机的结构尺寸和永磁体用量进行优化设计；（3）全面掌握该电机及其驱动系统的基本工作原理、设计与分析方法、控制策略等，为更深入的后续研究和实际产业化应用奠定理论与技术基础。	E0703
20	HF2021020	基于非时齐动态高斯模型的基因调控网络建模方法研究	针对非时序的基因表达数据，融合多数据源，基于概率图模型，研究非时齐的基因调控网络的建模框架和方法，主要研究的子问题有四个：1. 基因表达数据的区间划分方法；2. 每个区间上高斯图模型层次、参数个数和参数类型的选择问题；3. 模型中参数学习的优抽样方法；4.不同区间高斯线性回归系数之间的耦合关系研究。	1.针对微阵列的基因表达数据，融合其他生物信息数据源，基于高斯图模型，设计基因调控网络的高效准确建模方法，构建基因调控网络的建模框架和学习系统。 2.针对概率型的基因调控网络，基于概率模型的推理方法，进行关键基因的灵敏度分析和基因调控的频繁模式挖掘。	F0304

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