| 评审组： | 电子与通信技术组 | | 项目名称： | 面向痕量气体检测的半导体材料与传感性能调控机制研究 |
| 提名单位： | 陕西省知识产权局 |
| 提名等级： | 二等奖 |
| 提名单位意见： | 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，并按照要求，我单位和项目完成单位都已对该项目的基本情况进行了公示，目前无异议。
该项目聚焦“痕量气体检测中半导体敏感材料与传感性能调控机制”核心科学问题，开展了深入系统的研究。取得了如下重要科学发现：（1）阐明了湿度诱导半导体敏感材料表面活性位竞争机制。（2）建立了痕量挥发性有机物气体分子的高选择识别机制，揭示了大分子与小分子VOCs在半导体敏感材料表面的差异化吸附与识别机制。（3）揭示了异价离子诱导缺陷协同调控与界面耦合协同增感机制，从异价离子掺杂、缺陷工程和界面耦合三个层面开展了系统研究，发现异价离子掺杂可有效调控材料中载流子的类型和浓度，进而实现对气敏性能的精准调控。
5篇代表性论文发表在Chem. Eng. J.，J. Mem. Sci.，Sens. Actuators B：Chem等国际著名期刊上。研究成果受到多位国家级杰出人才及领域知名专家学者的引用和正面评价，核心技术成果已成功应用转化于“人体痕量气体标记物探测装备”、“携式吸毒行为快筛检测装备”以及“手持式呼气数据采集与胃癌检测设备”的研制。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 代表性论文专著目录： | 
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| 主要完成人情况： | - 姓名：程鹏飞
排名：1
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：作为项目总体学术思想的主要提出者，围绕痕量气体检测中半导体敏感材料与传感性能调控机制，提出总体研究思路并组织实施。针对重要科学发现1，提出从表面活性位竞争揭示湿度干扰本质，指导建立竞争吸附—催化增感协同抗湿机制；针对重要科学发现2，提出分子筛分与轨道匹配协同调控思路，推动建立大、小分子VOCs差异化选择识别机制；针对重要科学发现3，提出异价离子掺杂—缺陷工程—界面耦合三级协同调控思路，指导揭示电子结构、活性位点与界面电荷转移协同增感机制。负责关键科学问题凝练、总体方案设计及研究成果总结提升。
- 姓名：王莹麟
排名：2
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：主要参与重要科学发现1和3的研究工作。负责半导体气敏材料的结构与性能表征、气敏性能测试及实验结果分析，系统研究材料组成、微观结构、缺陷状态及异质界面对痕量气体响应性能的影响规律。重点参与异价离子掺杂、氧空位缺陷及异质界面调控研究，通过多维表征与性能关联分析，为揭示“电子结构调控—缺陷活性位点—界面电荷转移”的协同增感机制提供重要实验依据；同时参与高湿条件下材料气敏性能测试与数据分析，为湿度诱导表面活性位竞争机制的建立提供支撑。
- 姓名：郝熙冬
排名：3
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：主要参与重要科学发现3相关研究。围绕痕量气体高灵敏检测需求，开展金属氧化物敏感材料结构调控及传感器性能研究，重点参与多孔四氧化三钴敏感材料的设计制备与性能优化，系统研究材料微观结构、电化学催化活性与气敏性能之间的关联规律。通过调控材料形貌和反应活性，提高目标气体的吸附、催化反应及信号转化效率，为揭示敏感材料结构与痕量气体传感性能之间的构效关系，以及项目高灵敏气体传感材料和器件的构建提供了重要实验支撑。
- 姓名：王宸
排名：4
行政职务：无
技术职称：助理研究员
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：主要参与重要科学发现2的研究工作。针对复杂气氛下VOCs选择性识别难题，开展大、小分子VOCs在半导体敏感材料表面的差异化扩散、吸附与识别研究。通过构建层级多孔金属氧化物及金属有机框架复合敏感结构，研究孔道结构对不同尺寸气体分子扩散行为的调控规律；结合理论计算分析不同VOCs的吸附行为、前线分子轨道匹配及界面电荷转移特征，揭示分子尺寸效应与电子结构共同调控选择性的内在机制，为建立“分子筛分—轨道匹配”双机制协同的高选择识别理论提供了重要支撑。
- 姓名：雷朝晖
排名：5
行政职务：无
技术职称：助理研究员
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：主要参与重要科学发现3的研究工作。围绕半导体气敏材料灵敏度、选择性与稳定性的协同提升，开展多体系金属氧化物电子结构、缺陷状态及异质界面调控研究。通过异价离子掺杂和界面结构设计，系统研究载流子浓度、氧空位活性位点及界面电荷转移对痕量气体传感性能的影响规律；结合材料表征、气敏性能测试及理论分析，揭示缺陷调控与界面耦合对气体吸附、表面反应和载流子输运的协同促进作用，为建立“电子结构调控—缺陷提供活性位点—界面耦合促进电荷转移”的三级协同增感机制提供了重要实验和理论支撑。
- 姓名：孙善富
排名：6
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：主要参与重要科学发现3的研究工作。围绕半导体气敏材料结构优化与界面协同增感，开展多孔及复合敏感材料的设计、制备与传感性能研究。重点参与不同组分及异质结构对材料表面反应活性和气体传感性能影响规律的研究，通过敏感材料组成与微观结构调控，促进目标气体吸附、表面催化反应及界面电荷传输；参与相关实验方案设计、数据分析和研究成果凝练，为揭示异质界面耦合对气体传感性能的增强作用以及构建高性能复合气敏材料提供了实验依据和研究支撑。
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| 主要完成单位： | - 单位名称：西安电子科技大学
单位贡献：西安电子科技大学作为本项目第一完成单位，长期围绕半导体气体传感与痕量气体检测开展系统研究，为项目实施提供了科研平台、实验条件和人才队伍支撑。依托国家自然科学基金、国家重点研发计划等科研任务，组织项目团队聚焦“痕量气体检测中半导体敏感材料与传感性能调控机制”这一核心科学问题，开展材料设计、结构调控、性能测试及作用机理研究。在项目实施过程中，学校支持团队围绕复杂环境下痕量气体检测中的湿度干扰、选择性不足及灵敏度与稳定性协同提升等关键问题持续开展研究，形成了较为完整的半导体气敏材料调控与机理研究体系：一是揭示水分子与目标气体在氧空位、表面吸附氧和金属位点上的竞争作用，支撑湿度诱导表面活性位竞争机制及抗湿增感策略的建立；二是围绕不同尺寸VOCs的扩散、吸附及电子结构差异，支撑大、小分子VOCs差异化选择识别机制的建立；三是通过异价离子掺杂、缺陷工程和异质界面调控，揭示电子结构、氧空位活性位点及界面电荷转移协同作用规律，支撑缺陷调控与界面耦合协同增感机制的形成。学校同时为项目代表性论文、知识产权及相关科研成果的形成提供了持续支撑，促进了多名完成人之间的交叉协同和研究成果凝练，为本项目三项重要科学发现的形成及半导体痕量气体传感理论体系的发展作出了主要贡献。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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