1.西电李龙教授团队攻克6G关键技术
2.东南大学在无锡成立智能科学与工程学院
3.西电广研院与广东联通签署战略合作协议
4.中科院新发现助力突破集成电路接触电阻瓶颈
1.西电李龙教授团队攻克6G关键技术
在迈向6G万物智联的时代,传统通信架构中的智能反射面,常被比喻为一面“只能被动反射信号的镜子”——功能单一、资源利用率低,难以满足未来网络高集成、低功耗的苛刻需求。如何让这面“镜子”变得智能、高效、多功能,成为无线通信领域的一道关键课题。
近日,西安电子科技大学李龙教授团队在这一领域取得重要突破,研究成果以《电磁多维融合辐射-散射可重构智能超表面》(Electromagnetic All-in-One Radiation-Scattering Reconfigurable Intelligent Metasurface)为题,发表于我国顶尖英文学术期刊《国家科学评论》。该研究提出并实现了一种“电磁多维融合幅散可重构智能超表面”,首次在统一硬件平台上实现了通信、感知、决策与无线供能的一体化融合,为6G网络与万物智联时代提供了全新的技术范式。

从“被动反射”到“主动智能”
让电磁波“按需设计”
可重构智能超表面被视为5G‑Advanced与6G通信的关键使能技术之一,其核心在于能够动态调控电磁波的传播特性。然而,现有技术大多只侧重于调控电磁波的单一状态(如反射或透射),缺乏对辐射与散射状态的协同控制,导致硬件资源利用不足、系统功能受限。
李龙教授团队长期聚焦于电磁超材料在无线通信与能量传输领域的交叉研究。“我们一直在探索,如何更智能地驾驭无形的电磁波,”李龙表示,“传统智能反射面功能单一,如同只能执行单一指令的旧式工具。”团队此前提出的“能信协同超材料”曾入选“中国超材料十大进展”,为高效协同传输能量与信息奠定了基础。
此次,他们迈出了更为关键的一步:提出了“电磁多维融合幅散可重构智能超表面”。该成果构建了一套“简并集成的辐射‑散射一体化”调控理论与统一物理平台,可同时覆盖电磁波的相位、极化、幅度、波形、频率与时间等多维特性。“简单说,就是让超表面不仅能‘反射’或‘透射’波,还能自主决定何时‘发射’波、何时‘接收’波,并对波的所有特性进行‘按需设计’。”论文第一作者、博士生穆亚洁解释道。

电磁多维融合幅散可重构智能超表面示意图
通信‑感知‑决策‑供能
一个平台,多重使命
这项技术的革命性,不仅在于调控维度的拓展,更在于其系统架构的深度融合。研究团队建立了无线能量与信息的“通信‑感知‑决策‑供能”一体化调控机制,将以往需要多个独立模块完成的功能,无缝集成于同一套超表面硬件之中。
其工作流程充满智慧:在辐射模式下,超表面主动发射信号与网络交互;在接收模式下,它又能感知外部电磁环境变化,判断目标位置,自适应做出决策,并向目标进行无线信息和能量传输。与此同时,它还能收集环境中的无线能量,经整流后为其他设备充电,甚至为自身供电,实现自供给的闭环。
“这相当于给基站或终端装上了一双‘智能眼睛’和一个‘无线充电宝’,”李龙形容道,“它看得见、懂得判断、能通信、还能送能量,而所有这些都依靠同一套硬件完成,无需额外配置传感器,极大地降低了系统复杂度和功耗。”

电磁多维融合幅散可重构智能超表面:(a)阵列原型,(b)辐射模式初始相位,(c)30°波束扫描编码,辐射模式下(d)E面和(e)H面波束扫描特性,(f)16QAM传输星座图,(g)接收模式无线能量收集
无人机“边飞边充”
从原理验证到未来场景
为了展示该技术的应用潜力,团队构建了一套“无人机边飞边充”系统原型。实验表明,系统能够精准锁定空中移动的无人机,并对其进行高效的无线能量补给,从根本上突破了无人机续航不足的瓶颈。
“这从原理上验证了我们对移动目标进行高效无线能量补给的能力,”李龙手持原型样机介绍道,“它不仅是通信基站,也是感知节点、决策中枢和无线充电站。”这项演示为未来智能无人机持久巡航、物联网节点无电池运行、移动终端永远在线等场景,开辟了充满想象力的技术路径。

可重构智能超表面散射模式特性:(a)散射模式初始相位,(b)30°散射波束扫描编码,(c)E和(d)H面散射波束扫描特性,(e)L形走廊中的功率密度分布,(f)L形走廊盲区覆盖特性
写在祖国大地上的论文
面向智慧未来
该研究成果不仅是技术层面的突破,也展现了面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康的科研导向。团队表示,未来希望将此类技术应用于智慧城市建设中,“构建起一套无形的基础设施,让电磁环境本身变得智能、高效”。
“这正是践行‘把论文写在祖国大地上’的生动体现,”李龙说,“我们将继续探索,让科技成果服务于国家现代化建设的伟大事业。”
该研究得到了国家自然科学基金委信息超材料卓越研究群体项目、国家重点研发计划等项目的支持。随着6G研发进程的加速,这项融合通信、感知与能量的智能超表面技术,有望成为构建万物智联社会的一块关键基石。
(来源: 西安电子科技大学)
2.东南大学在无锡成立智能科学与工程学院
12月27日,东南大学举行第十届国际青年学者论坛无锡人才交流会。会上,东南大学智能科学与工程学院正式揭牌,学院七大研究中心同步入驻。
智能科学与工程学院是东南大学落户无锡校区的第二个实体化学院,学院将立足国际化发展新高地、科技攻关策源地、学科交叉新起点三大定位,深度融合市校创新资源,构建高水平人才集聚与培养平台,推进校地科研深度合作,打造产学研融合发展的创新基地,助力新质生产力培育与产业智能化转型。
据悉,东南大学智能科学与工程学院布局建设了智能材料研究院、钙钛矿光伏与集成光电子研究院、智能科学研究中心等七大研究中心,汇聚了多位知名学者、国家级人才与青年俊彦,将在智能科学、智慧交通、未来能源、通信与网络安全、电气系统及智能材料等多个领域开展前沿研究,力争形成一批突破性成果。
据东南大学党委常务副书记刘攀介绍,新成立的智能科学与工程学院精准匹配无锡市地方产业发展需求,聚焦高端师资引育、科技攻关创新、拔尖人才培养等核心任务,强调学科交叉,突出成果转化,致力于建设具有国际影响力的一流智能交叉学科群。
3.西电广研院与广东联通签署战略合作协议
12月26日,西安电子科技大学广州研究院与中国联合网络通信有限公司广东省分公司(以下简称“广东联通”)举行战略合作签约仪式。广州市政府副秘书长、一级巡视员高裕跃,校长高新波,广东联通党委书记、总经理周立松,鹏城国家实验室副主任石光明见证签约。西电广研院党委书记刘丰雷,广东联通副总经理闻屏代表双方现场签约。

高新波指出,学校深入推进教育、科技、人才体制机制一体改革,西电广研院作为学校精准对接粤港澳大湾区产业发展需求的核心载体,已稳步构建起“科技创新——成果孵化——产业升级”全链条科研创新体系。期望以此次签约为契机,与广东联通进一步深化战略合作,在更高层次、更广领域聚力开展协同创新、人才共育与联合技术攻关,切实发挥校企双方优势,为服务国家重大战略需求、培育壮大新质生产力持续贡献西电力量与校企协同合力。
周立松表示,广东联通作为中国联通规模最大、创新布局最强的省分公司,在粤落地了“两院四公司”创新体系。本次战略合作,是双方积极响应“科技创新强省”号召、服务大湾区高质量发展的重要举措。双方将围绕科技创新与前沿攻关、6G与空天地海一体化、人工智能与工业智能、智慧校园与教育信息化、人才培养与创新生态共建五大方面深化协同、共谋发展,并以此次签约为新起点,携手打造“产学研用”深度融合的创新范式,共同谱写“科技自立自强”的湾区篇章,为我国信息通信事业高水平自立自强注入强劲动能,为国家新质生产力发展贡献联通与西电的联合力量。

双方将以此次战略合作为契机,持续深化在技术、产业、人才等领域的协同,推动空天地一体化、数字治理等前沿技术从“创新”到“产业”的跨越,共同书写高校与企业产学研用融合的新篇章,为粤港澳大湾区乃至全国的数字经济发展贡献更大力量。
(来源: 西安电子科技大学)
4.中科院新发现助力突破集成电路接触电阻瓶颈
在芯片的世界里,晶体管越小,单位面积内集成晶体管数量越多,器件性能越强。然而,随着晶体管尺寸不断逼近物理极限,金属与半导体之间的接触电阻,正成为制约芯片性能进一步提升的“卡点”。
近日,中国科学院半导体研究所骆军委团队的一项研究,从原子层面揭示了这一问题的关键机制,为降低接触电阻、推动下一代半导体技术发展提供了重要理论支撑。
费米能级钉扎:影响接触电阻的关键
如果把晶体管比作一个控制电流的开关,那么金属电极与半导体之间的接触界面,就是这个开关的触点。理想情况下,人们希望电子能毫无阻碍地从金属流入半导体,实现高效导通。
然而,在实际器件中,金属与半导体界面处的电子往往会遇到一个难以逾越的能量势垒,而且这一能量势垒的高度几乎不随金属改变,这个现象被称作费米能级钉扎。
这意味着即便半导体材料锗本身拥有更高的载流子迁移率,也难以替代硅成为新一代高性能晶体管的主要材料。
表面悬挂键:被忽视的关键角色
长期以来,人们普遍认为费米能级钉扎现象主要由半导体的内禀属性决定,如材料的带隙和介电常数。科研团队打破常规,从第一性原理计算出发,重新审视界面原子结构本身的作用,发现半导体表面的悬挂键在硅和锗的费米能级钉扎问题上扮演了关键角色。
什么是悬挂键?当半导体晶格被切断时,表面的原子会留下未配对的电子,这就是悬挂键。这些悬挂键会在半导体的带隙中产生大量表面态,在界面上积累电荷产生极化场,进而阻止费米能级的移动。
有趣的是,硅和锗虽然结构相似,但在与金属接触时,表面的原子排列方式并不相同。硅倾向于发生再构形成“二聚体重构” 结构——表面原子两两配对,互相“握手”,从而削弱了悬挂键的影响;而锗则倾向于保持“非再构” 的原始结构,表面的悬挂键保持自由状态,因此成为强钉扎的主力军。

▲硅和锗的表面悬挂键产生过程以及硅和锗自钝化的差异
进一步研究发现,半导体材料发生再构时降低的能量与材料的键长平方成反比。锗的键长比硅大4.3%,导致其通过再构释放的能量非常小。而当金属薄膜沉积后,锗的再构更容易受扰动变得不稳定,回到悬挂键未“握手”状态,从而使得悬挂键对钉扎的影响重新变得突出。
“去钉扎”:迈向理想接触
团队发现,费米能级钉扎的强弱不仅取决于材料本身,还与界面的原子结构密切相关。也就是说,通过调控界面结构,我们有可能实现“去钉扎”。这一发现颠覆了传统认知。
为证实这一假设,团队又模拟了另一种极端情况:用氢原子逐个占据表面上所有悬挂键位点,结果显示:钉扎因子从接近0提升至约0.5的弱钉扎水平。
这意味着,费米能级重新获得了较大的活动空间。此时,通过选择合适的金属,就有可能实现接近零势垒、近乎理想的欧姆接触,从而极大降低接触电阻。

▲通过使用氢原子完美钝化硅和锗界面悬键,消除所有悬键诱导表面态,从而大幅削弱费米能级钉扎效应
为未来芯片铺路
该研究不仅揭示了硅和锗在与金属接触行为上的微观差异,更提出了一条清晰的界面工程设计路径:通过调控界面原子成键构型,减少悬挂键诱导的能隙态,从而缓解费米能级钉扎。
研究成果为发展高性能、低功耗的硅基芯片,以及推动新型半导体在未来晶体管中的应用提供了重要理论指导。未来,团队有望通过原子尺度的微观调控实现更低电阻的接触,为摩尔定律的延续注入持续动力。
(来源: 中科院之声)
