1.上海显耀“具有高光提取效率的微型发光二极管”专利获授权

2.中科院侵入式脑机接口进入临床试验阶段

3.复旦大学在新型半导体表界面结构与缺陷研究方面取得系列进展

4.北京大学高鹏课题组实现界面声子输运动力学的亚纳米分辨探测

5.同济大学关于有机晶体管感知器件的两篇最新研究成果连续发表于《自然·通讯》

1.上海显耀“具有高光提取效率的微型发光二极管”专利获授权

天眼查显示，上海显耀显示科技有限公司近日取得一项名为“具有高光提取效率的微型发光二极管”的专利，授权公告号为CN115210801B，授权公告日为2025年3月14日，申请日为2021年1月22日。

一种具有高光提取效率的微型发光二极管（LED），包括底部导电层、底部导电层上的发光层，和发光层上的顶部导电结构。微型LED还包括将发光层的侧壁与底部导电层电连接的导电侧臂，以及设置在发光层下方和底部导电层上方的反射底部介电层。在一些实施例中，微型LED还包括在顶部导电结构与发光层之间的具有小面积且透明的欧姆接触部，从而增加光出射面积并提高光提取效率。

2.中科院侵入式脑机接口进入临床试验阶段

近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（以下简称“脑智卓越中心”）等，成功开展了中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验，标志着我国在侵入式脑机接口技术上，成为全球第二个进入临床试验阶段的国家。

技术创新 带来应用前景

脑智卓越中心研究团队研制及生产的神经电极，是目前全球最小尺寸、柔性最强的神经电极，截面积仅为国外同类产品的1/5到1/7，柔性超过百倍，最大程度上降低了对脑组织的损伤。

▲超柔性电极尺寸极小，仅约头发丝的1/100

该超柔性神经电极具备高密度、大范围、高通量、长时间的稳定在体神经信号采集能力，已相继完成在啮齿类、非人灵长类和人脑中长期植入及稳定记录验证，为植入式脑机接口前端电极组织相容性差和信道带宽窄的关键瓶颈，提供了开拓性的解决方案。

团队研发的侵入式脑机接口系统，是国内唯一获得注册型式检验报告，且可以长期稳定采集到单神经元Spike信号的脑机接口系统。其毫秒级、单神经元水平的神经信号捕获特性，为应用提供了良好的神经电信号数据基础。

在手术友好程度方面，植入体直径26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的脑控植入体，仅硬币大小。

▲全球最小尺寸的脑控植入体

有别于国外同类型产品，该侵入式脑机接口系统可通过较少数量的植入电极实现相似的控制水平，能够提高患者获益风险比。

实时在线解码算法 让患者“随心所欲”

实时在线解码是脑机接口技术的关键环节。系统需在十几毫秒窗口期内，完成神经信号的特征提取、运动意图解析及控制指令生成全流程。

研究团队通过自主研发的在线学习框架，创造性实现了神经解码器的动态优化。

该解码框架采用参数自适应调节机制，协调解码器优化和神经可塑性，突破传统静态解码模型难以适应神经信号时变特性的局限性。

结合柔性电极信号采集稳定性优势，和高精度神经发放估计策略，实现了低延迟、高鲁棒性、跨天稳定的实时在线运动解码。

兼具安全性和功能性

在此前的动物实验中，侵入式脑机接口系统被植入到猕猴运动皮层的手部和手臂功能区，系统持续运行稳定，未出现感染和电极失效的情况。

经过训练，猕猴实现了仅凭神经活动控制计算机光标运动，还能完成目标引导下的脑控打字。

在平稳运行一段时间后，猕猴的植入体被手术安全取出，并更换新植入体在同一个颅骨开孔位置完成二次植入。

术后系统持续运行稳定，同样未出现感染和电极失效的情况，猕猴快速适应新系统并流畅实现脑控光标。

该手术的顺利完成验证了植入体通过二次手术升级换代的可行性。

有望让患者“重获新生”

受试者是一位因高压电事故导致四肢截肢的男性。

在为受试者进行手术前，研究团队采用了功能磁共振成像联合CT影像技术，重构了受试者专属三维模型与人脑运动皮层的详细功能地图以确保植入位置的精确性。整个手术过程精确到毫米级别，最大限度地保证了安全性和有效性。

自2025年3月植入该脑机接口设备以来，系统运行稳定，术后至今两个多月未出现感染和电极失效的情况。

仅用2周-3周的训练，受试者便实现了下象棋、玩赛车游戏等功能，达到了跟普通人控制电脑触摸板相近的水平。

下一步，研究团队将尝试让受试者使用机械臂，使他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。

后续还将涉及到对复杂物理外设进行控制，例如对机器狗、具身智能机器人等智能代理设备的控制，从而拓展受试者的生活边界。

未来，该侵入式脑机接口系统有望显著改善百万完全性脊髓损伤、双上肢截肢及肌萎缩侧索硬化症患者群体的生存质量。

▲受试者未来生活展望

3.复旦大学在新型半导体表界面结构与缺陷研究方面取得系列进展

随着半导体器件向更小尺寸、更高性能发展，表界面原子级结构对器件性能的影响愈发显著。表界面缺陷不仅降低载流子迁移率、增加电阻，还可能导致器件老化和失效，严重制约器件稳定性和寿命。在LED、光伏、探测传感等领域，界面缺陷直接影响EQE、传感器灵敏度等，成为技术突破的关键瓶颈；新型半导体材料（如二维材料、宽禁带半导体）的界面特性与传统材料差异显著，亟需深入研究以开发新型器件；集成电路制造中，表界面缺陷控制是实现更精细工艺节点的核心挑战。

当前，半导体应用场景不断扩展，对高性能、高稳定性器件的需求日益迫切，深入研究表界面结构与缺陷已成为推动技术创新的当务之急。为此，高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、扫描隧道显微镜（STM）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）等手段被广泛用于表征表界面结构、化学成分和电学特性。然而，这些手段通常局限于表面浅层分析，难以精确表征深层界面特性，且易受样品制备和环境影响，亟需进一步发展更精准、更全面的研究方法。

图1. 台式X射线多功能联用一体化谱仪示意图

（国际专利：LU601690；PT3816LU）

近年来，微电子学院杨迎国研究团队基于上海光源大科学装置和集成电路创新平台，在国际上第一批开展基于同步辐射的新型金属卤化物半导体微结构与缺陷的探测，研究新型半导体成核、结晶驱动力、缺陷起源、器件性能衰减机理等关键科学问题，探索出利用同步辐射掠入衍射散射（GIXRD，GIWAXS/GISAXS）等先进技术表征钙钛矿等新型半导体薄膜结晶与取向的分析方法和创新理论（Nanoscale, 2014,引用约400次； Advanced Materials, 2020, 引用约300次；Energy Environ. Sci., 2021, 引用161次；Nature, 2024, 引用138次；均入选高被引论文），破解了薄膜材料的多维度结晶取向信息缺失的研究难点以及表界面结构对薄膜成核结晶研究的痛点问题，推进了新型光电器件研究和产业化进展。然而，由于同步辐射等大科学装置的运行和维护成本较高，且数据采集和分析过程复杂，需要专业的团队和设备支持，同步辐射数据的多维度、高复杂性也给数据分析和模型构建带来了挑战。

在复旦大学和中国科学院的支持下（横向项目，台式X射线谱仪多功能联用一体化装置研制，已结题），微电子学院杨迎国等联合上海光源李丽娜团队，成功研发出“台式X射线多功能联用一体化谱仪”，实现大科学装置功能向台式桌面化转化。将这一重要研究手段转化为实验室可使用设备，国产化率达100%，成为半导体量检测、材料科学研究的表征基础，大大加速半导体表界面结构与缺陷的研究。

近日，该研究团队聚焦新型半导体发光二极管等器件领域的效率、稳定性等痛点问题，与国内外顶级科研团队合作开展深入研究。尤其是，在发光二极管（LED）等光电薄膜结晶相的高分辨调制、有机分子晶面择优取向的纳米级调控等方面取得重要成果，杨迎国分别作为共同第一作者或通讯作者发表在Nature（2024、2025）、Nature Energy（2025）、Adv. Funct. Mater（2025）、Adv. Sci.（2025）、JEC（2025）等国际国内高质量期刊；与此同时，在新型量子点LED、高性能异质结LED等微结构研究方面取得重要合作成果，发表在Nature（2025, 639, 633）、Nature（2025, 638, 949）、Nature Nanotechnology（2025, 20, 507）等国内外权威期刊。

图2. 新型发光二极管LED等半导体薄膜表面与界面结构的纳米级探测和调控研究

[Nature（2024, 630, 631-635)、Nature（2025, doi:10.1038/s41586-025-09137-1）、Nature Energy（2025, 10, 342-353）、Adv. Funct. Mater. （2025, 2507865）、Journal of Energy Chemistry（2025, 104, 254-267）等]

未来，研究团队将继续开发新型半导体表界面探测技术、结合AI多尺度模拟、优化材料与工艺、推动跨学科融合，并加强实际应用验证，以深入揭示表界面机制，提升器件性能，为下一代半导体技术突破提供关键支撑。

上述研究工作得到了国家自然基金委、上海市科委、复旦大学引进人才项目、复旦大学实验平台、中科院/上海同步辐射光源相关线站、国家蛋白质科学研究（上海）设施以及上海光源用户实验辅助系统等的支持和帮助。

4.北京大学高鹏课题组实现界面声子输运动力学的亚纳米分辨探测

北京大学物理学院量子材料科学中心、电子显微镜实验室高鹏课题组利用电镜电子显微镜的快电子非弹性散射谱实现了亚纳米分辨的温度场和界面热阻测量，并阐明了由界面声子主导的跨界面热输运的微观机制。2025年6月11日，该成果以《跨界面声子输运动力学的电子显微探测》（“Probing phonon transport dynamics across an interface by electron microscopy”）为题发表于《自然》（Nature），同期编辑部发表题为《半导体材料界面纳米尺度热输运的追踪》（“Nanoscale heat transport tracked at interface between semiconductor materials”）的研究简报（Research Briefing），为非专业人士提供易于理解的研究介绍，以及该研究背后作者、审稿人、编辑观点。

声子是众多物理过程的纽带，如热传导、电输运、光传播与发射等，因此声子研究备受关注。比如，当今先进的半导体芯片由于尺寸小、功率大，界面两侧声子失配引起的界面热阻已经成为限制其性能提升的瓶颈。但是这些界面热输运研究存在诸多挑战，现有的探测手段空间分辨率都无法匹配亚10nm量级的先进芯片工艺制程，并且通常缺乏对包埋界面的探测能力。事实上，早在上世纪Gerald L. Pollack就将“如何测量界面附近微米尺度温度的变化”列为了一个亟待解决的重要科学问题。

在该工作中，高鹏团队发展了一种基于声子输运可视化的电子显微技术，实现了亚纳米分辨的温度测量、热阻测量、声子输运动力学探测。他们在电镜中设计了原位热输运器件，在AlN/SiC半导体异质结中构建了稳定的热流，从而实现了迄今为止报道的界面温度表征的最高空间分辨率——亚纳米分辨。据此，他们提出一种利用电镜来测量纳米尺度热阻的全新方法，可广泛应用于界面、缺陷、纳米结构等体系。他们发现在施加至180K/μm的温度梯度后，AlN/SiC界面处约2纳米范围内出现约10—20K的温度突变。相比之下，块体AlN或SiC中相似的温降需跨越数十至数百纳米，这表明该体系的界面热阻是块体材料的30—70倍，凸显了其在纳米器件热阻中的主要贡献。在热流下，界面附近约3纳米的空间范围内存在偏离玻色-爱因斯坦分布的非平衡声子态。通过对比正向、反向热流下局域界面声子模式的不对称布局，研究团队揭示了界面模式参与的非弹性声子输运动力学过程，为芯片界面工程和先进热管理材料等的研究提供了理论指导。

图1 声子输运可视化的显微技术。a. 实验设计示意图；b. AlN/SiC界面附近的等温线分布图（彩色线条）和温度梯度方向（黑色箭头）。比例尺：200nm

北京大学前沿交叉科学研究院2020级博士研究生刘法辰、北京大学物理学院量子材料科学中心2022级博士研究生毛瑞麟为文章共同第一作者，高鹏为论文通讯作者。其他作者还包括中国科学院半导体研究所研究员刘志强和北京大学物理学院电子显微镜实验室高级工程师杜进隆。此外，俞大鹏院士在电镜谱学、刘忠范院士在热传导、王恩哥院士在界面物理和声子物理领域对该工作提供了启发性讨论与指导性帮助。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、科学探索奖、北京大学电子显微镜实验室、北京大学高性能计算平台、量子物质科学协同创新中心、轻元素量子材料交叉平台等的支持。

5.同济大学关于有机晶体管感知器件的两篇最新研究成果连续发表于《自然·通讯》

基于有机半导体的晶体管在柔性电子器件、传感器、人机界面、机器人、健康医疗等方面具有广阔的潜在应用前景，尤其在传统硅基半导体之外的领域更具吸引力。相比柔性电子器件，可拉伸变形的电子器件更具挑战，而兼具可拉伸和高跨导的有机晶体管则鲜有报道。另外，基于有机晶体管的神经形态感知器件的光响应通常局限于紫外到近红外波长范围，受限于有机半导体的带隙宽度，在中红外波段难以工作。

针对这些难题与需求，同济大学材料科学与工程学院黄佳教授团队研发了高可拉伸、高跨导有机电化学晶体管（OECT），并联合中国科学院上海技术物理研究所研发仿生中红外神经形态晶体管，系统探索了其化学感知、类触觉和类视觉的感知性能。以上两项工作均发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。

工作一：可拉伸全凝胶有机电化学晶体管

近年来，柔性电子技术的快速发展为可穿戴设备、智能传感、电子皮肤及生物医学工程等领域带来了新机遇。OECT因其独特的离子/电子耦合特性、低工作电压、高跨导和优异的生物相容性，成为柔性电子器件的核心候选技术之一。然而，其可拉伸性与电学性能间的矛盾限制了其应用范围。已报道的可拉伸OECT通常跨导有限；而高跨导OECT通常可拉伸性差。兼具高可拉伸和高跨导OECT的构筑充满挑战。

鉴于此，黄佳教授团队开发了高可拉伸全凝胶OECTs，通过构建一体化凝胶网络结构，突破了传统器件中离子渗透/传输效率与机械性能难以协同提升的技术瓶颈，赋予器件优异的综合性能。全凝胶OECT展现出高跨导（86.4 mS）、高开关比（105），同时具备50%的拉伸形变能力，并在1万次拉伸循环测试中保持稳定工作。研究团队成功构筑了基于全凝胶OECT的可拉伸人工突触器件、高灵敏度电子皮肤以及气体传感器，有望应用于机器人的触觉感知、类生物嗅觉传感。本工作为发展新一代高性能柔性电子器件提供了一种普适性的全凝胶策略，有望推动智能可穿戴设备、软体机器人和生物电子接口等领域的发展。

器件制备、结构和应用示意图

相关研究成果以“Stretchable all-gel organic electrochemical transistors”为题，在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。同济大学材料科学与工程学院博士生陆琳琳为论文第一作者，黄佳教授、祖国庆副教授和杨洁研究员为论文通讯作者。

工作二：基于有机/二维半导体异质结的中红外响应神经形态晶体管

中红外（MIR）光因能穿透烟雾、雾霾和尘埃等障碍物，在军事侦察、火灾预警、自动驾驶等领域至关重要。然而基于传统冯・诺依曼架构的中红外视觉系统传感、存储和处理单元分离导致数据传输耗时和效率受限。尽管有机晶体管类神经形态器件在运动处理上展现独特性能，但此前研究主要局限于近红外和可见光范围，中红外响应的有机晶体管类神经器件报道极少，这主要是受限于有机半导体的带隙宽度，而二维半导体材料为这一问题的解决提供了新的思路。

研究团队开发出了一种基于二维无机/有机（PdSe2/pentacene）异质结构的新型中红外神经形态晶体管。该晶体管基于持续光电导（PPC）效应，在4.25 μm中红外光照射下展现出类似生物突触的可塑性，并能通过调节光脉冲时长实现从短期记忆到长期记忆的转换，展现出对动态运动轨迹的实时感知与记忆功能。基于此晶体管构建的储备池计算（RC）系统，在对中红外火焰运动数据集进行训练后，能够实现对火焰运动方向的精准识别，准确率高达94.79%。这一成果展示了其在高效、实时中红外机器视觉应用中的巨大潜力，为下一代中红外视觉系统的发展奠定了基础。

基于PdSe2/pentacene异质结构的仿生中红外神经形态晶体管

研究成果以“Bio-inspired mid-infrared neuromorphic transistors for dynamic trajectory perception using PdSe2/pentacene heterostructure”为题发表于《自然・通讯》（Nature Communications）。同济大学材料科学与工程学院博士生高怀宇为论文第一作者，学院黄佳教授、杨洁研究员，以及中国科学院上海技术物理研究所苗金水研究员为论文通讯作者。