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“ 6AV7 705-2DC10-0AD0我們最先發(fā)布于2013年《先進(jìn)材料》中的首項(xiàng)成果是基于金量子點(diǎn)之間的量子穿隧行為。量子點(diǎn)之間的實(shí)體間隙主要用于制作阻止電子流的潛在障礙(“關(guān)斷”狀態(tài))，”Yap 說?！澳壳搬槍?duì)石墨烯-BNNT異質(zhì)接面的研究，由于半金屬石墨烯與寬能隙BNNT之間的狀態(tài)密度(DOS)不匹配，形成防止電流流經(jīng)接面(“關(guān)斷”狀態(tài))的穿隧阻障層。在充份施加電場(chǎng)后，彎曲能帶使量子穿隧跨越阻障層，從而開啟了開關(guān)。”
 6AV7 705-2DC10-0AD0為了實(shí)現(xiàn)石墨烯/氮化硼異質(zhì)接面，研究團(tuán)隊(duì)在剝落的石墨烯單層蝕刻針孔，并從中生長(zhǎng)BNNT——由于晶格匹配——使其分別形成電晶體般的異質(zhì)接面。在以掃瞄電子顯微鏡(SEM)即時(shí)監(jiān)測(cè)期間，室溫下以四探針掃瞄穿隧顯微鏡(STM)進(jìn)行特性化后，研究人員們發(fā)現(xiàn)僅開啟0.5V電壓時(shí)的交換率高達(dá)105。Yap認(rèn)為，新的特性是在利用密度泛函理論(DFT)模擬后由于DOS不匹配所致。
灰色石墨導(dǎo)電基底可生長(zhǎng)絕緣的BNNT，從而形成無半導(dǎo)體電晶體的異質(zhì)接面。
接著，研究人員希望采用石墨烯的原子單層進(jìn)行研究，最終開發(fā)出像矽電晶體般的三端元件，但在關(guān)斷狀態(tài)期間需要更高速度以及缺少半導(dǎo)體泄漏電壓，因而大幅降低了功耗以及材料的作業(yè)溫度。
“我們的下一個(gè)里程碑是打造石墨烯- BNNT異質(zhì)接面與單層石墨烯薄層，”Yap說，“我們也正探索三端元件的設(shè)計(jì)，例如，利用一個(gè)環(huán)繞閘極的設(shè)計(jì)。”
從金量子點(diǎn)穿隧到BNNT的其他元件，密西根大學(xué)的研究人員制作出量子穿隧元件，可在室溫下表現(xiàn)得像電晶體一樣，而不必使用半導(dǎo)體材料。

據(jù)Yap，石墨烯本身速度太快了，只能作為導(dǎo)體應(yīng)用，而氮化硼能隙過大，無法實(shí)現(xiàn)絕緣體以外的其他應(yīng)用，但結(jié)合二者使用卻相得益彰，實(shí)現(xiàn)如電晶體般的異質(zhì)接面，不僅速度比矽更快，而且功耗還更低，在關(guān)斷時(shí)幾乎不耗電。
這項(xiàng)研究由美國(guó)能源署(DOE)、美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(U.S. Army Research Laboratory)武器與材料局(WMRD)共同贊助，并在奈米材料科學(xué)中心(CNMS)與整合奈米技術(shù)中心(CINT)進(jìn)行研究OFweek工控網(wǎng)訊：“Hello，everyone，I＇mFeifei。”7月19日，在安徽省合肥市舉辦的第19屆RobCup機(jī)器人世界杯賽開幕式上，“飛飛”很忙，因?yàn)樗谴髸?huì)指定的中英文雙向翻譯員，要為47國(guó)2223名選手服務(wù)?！帮w飛”屬于語言機(jī)器人，它是科大訊飛和深圳優(yōu)必選聯(lián)合研發(fā)的一款智能人形機(jī)器人，此次翻譯是其首次亮相，它可以實(shí)現(xiàn)高度的人機(jī)互動(dòng)，并可以實(shí)現(xiàn)自由的人機(jī)對(duì)話、翻譯等功能。
同樣很忙的還有陳小平，作為國(guó)內(nèi)智能機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)頭人，陳小平擁有多重身份：他是中國(guó)科技大學(xué)機(jī)器人中心和人工智能中心主任，還擔(dān)任著RoboCup中國(guó)委員會(huì)主席。今年3月，安徽首個(gè)進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用的云交互導(dǎo)購(gòu)智能機(jī)器人“可佳”就出自他的團(tuán)隊(duì)。2011年，“可佳”曾在第15屆RoboCup機(jī)器人世界杯比賽中榮獲了亞軍，2014年，“可佳”一舉問鼎冠軍。
早在2007年，安徽省蕪湖市就啟動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目。2013年10月，國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部批復(fù)同意以蕪湖為龍頭的蕪湖、馬鞍山、合肥機(jī)器人戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)區(qū)域集聚發(fā)展試點(diǎn)，根據(jù)試點(diǎn)方案，蕪馬合地區(qū)將被打造成為具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的自主化機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地，形成機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新體系。
從“可佳”、“飛飛”、陳小平再到機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，在安徽，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已成為政府、資本、企業(yè)競(jìng)相追逐的寵兒。為了營(yíng)造機(jī)器人產(chǎn)業(yè)氛圍，安徽省及合肥市更是不遺余力，連續(xù)兩年?duì)幦〉絉obCup機(jī)器人世界杯賽承辦權(quán)。但對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)來說，一面是火熱的產(chǎn)業(yè)熱情，一面卻是冷清的市場(chǎng)現(xiàn)狀。
工業(yè)機(jī)器人使用不足1000臺(tái)
在安徽蕪湖，埃夫特公司機(jī)器人展示間里，一臺(tái)搬運(yùn)機(jī)器人輕松地將20公斤的設(shè)備零件準(zhǔn)確搬運(yùn)落位；在奇瑞汽車第五焊裝車間，抓取、點(diǎn)焊、拼裝等都由機(jī)器人完成，每個(gè)動(dòng)作都精準(zhǔn)利索，這些機(jī)器人有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)簽：蕪湖造。
“目前中國(guó)市場(chǎng)的工業(yè)機(jī)器人，國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口比例約為3：7，中高端市場(chǎng)上，進(jìn)口機(jī)器人更是壟斷了90％以上的市場(chǎng)?！卑７蛱毓靖笨偣こ處熜び缽?qiáng)博士告訴記者，埃夫特已建成國(guó)內(nèi)首條機(jī)器人批量裝配線，銷量位居國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)首位，一個(gè)產(chǎn)能1萬臺(tái)的機(jī)器人新工廠也將于今年4月底完成?！半S著我們這樣一批自主品牌工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入市場(chǎng)，日本、德國(guó)等國(guó)際知名機(jī)器人制造企業(yè)的在華同類產(chǎn)品，都出現(xiàn)不同程度的降幅，有的降幅高達(dá)20％到30％?！毙び缽?qiáng)說。
在與埃夫特相距不遠(yuǎn)的奇瑞汽車公司焊裝車間里，埃夫特生產(chǎn)的機(jī)器人在這里擔(dān)當(dāng)重任，62臺(tái)機(jī)器人被稱為“變形金剛”，完成了幾乎所有的焊裝工作，工作人員則僅作為一個(gè)輔助角色使制造過程更加完美。機(jī)器人被大規(guī)模引進(jìn)的同時(shí)，企業(yè)使用機(jī)器人的成本難題也逐漸得到解決。多名受訪的安徽機(jī)器人產(chǎn)業(yè)人士均向中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)記者表示，目前企業(yè)引進(jìn)機(jī)器人，大概1至3年就能收回成本。這意味著，大型企業(yè)完全有能力引進(jìn)機(jī)器人。
但是，截至6月底，安徽全省共生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人900余臺(tái)，比2014年同期增長(zhǎng)30％。安徽本土機(jī)器人制造廠商，雖然埃夫特宣稱，有自己的自主研發(fā)，但在核心部件方面，技術(shù)仍然受制于國(guó)外。
“目前機(jī)器人大多為非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人，即按照下游中小企業(yè)的特定需求定制化生產(chǎn)，而國(guó)外幾大企業(yè)更多是批量化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器人，非標(biāo)機(jī)器人能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)中小企業(yè)復(fù)雜多變的作業(yè)環(huán)境，但由于難以批量化生產(chǎn)，這種模式很難孕育出龍頭企業(yè)。”合肥聯(lián)鑫智能科技有限公司總經(jīng)理歐秉承在接受本記者采訪時(shí)說，讓他擔(dān)心的是，目前市場(chǎng)存在大量簡(jiǎn)單組裝集成的機(jī)器人企業(yè)，其加工條件和產(chǎn)品質(zhì)量讓人擔(dān)憂，更為重要的是，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，“劣幣驅(qū)逐良幣”現(xiàn)象已經(jīng)明顯。
“機(jī)器換人”，政府似乎比企業(yè)急
在第19屆RoboCup機(jī)器人世界杯賽比賽期間，中國(guó)電子學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)徐曉蘭接受本報(bào)記者采訪時(shí)說，2005—2014年的10年間，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷量的年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)32．9％。2014年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷量達(dá)5．7萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)55％，約占全球市場(chǎng)總銷量的1／4，連續(xù)兩年成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。2014年，國(guó)內(nèi)企業(yè)在我國(guó)銷售工業(yè)機(jī)器人總量超過16900臺(tái)，按可比口徑計(jì)算較2013年增長(zhǎng)25％，考慮前期研發(fā)企業(yè)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)、新企業(yè)進(jìn)入等因素，實(shí)際銷量增長(zhǎng)76．6％。從具體企業(yè)看，超過85％的國(guó)內(nèi)企業(yè)銷售量較上年增長(zhǎng)，部分龍頭企業(yè)銷量增幅近50％。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人處于產(chǎn)業(yè)形成和快速發(fā)展期，服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人也開始形成一定競(jìng)爭(zhēng)力。
“我們?cè)瓉碛?jì)劃今年產(chǎn)值翻番，現(xiàn)在看可能會(huì)出現(xiàn)一些問題。”歐秉承說，受經(jīng)濟(jì)不景氣影響，制造業(yè)市場(chǎng)上同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)、壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)比較嚴(yán)重，企業(yè)幾乎沒有利潤(rùn)，一些企業(yè)主對(duì)加大投入的熱情不高，影響機(jī)器換人步伐。另外，在安徽市場(chǎng)，勞動(dòng)力短缺問題不突出，對(duì)企業(yè)來說，“機(jī)器換人”的動(dòng)力沒有沿海地區(qū)大。
與此相對(duì)應(yīng)的是，工業(yè)機(jī)器人的售價(jià)卻在逐年下滑。“以前每臺(tái)（機(jī)器人）的價(jià)格在100萬元左右，近幾年每年下降率大概在30％，差不多只用以前1／3的成本就能買到。”肖永強(qiáng)坦言，如果不是勞力特別緊缺，企業(yè)并不急于“機(jī)器換人”。但這并未影響到機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速狂奔的步伐。
安徽省經(jīng)信委裝備工業(yè)處處長(zhǎng)沈忠林說，安徽機(jī)器人發(fā)展是從2009年開始，2012年提出進(jìn)行重點(diǎn)支持，2014年銷售收入達(dá)到30億元，2015年目標(biāo)是培育3家至5家產(chǎn)值超50億元的龍頭企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模超200億元。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前安徽有機(jī)器人集成加工企業(yè)50多家，這些企業(yè)很多都是招商引資來的，掌握了一定關(guān)鍵技術(shù)的企業(yè)不到10家，而真正掌握核心技術(shù)的企業(yè)一家都沒有。
市場(chǎng)需求是各地爭(zhēng)相上馬機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的根本原因，但在歐秉承看來，那些大量簡(jiǎn)單組裝集成的機(jī)器人企業(yè)，根本沒有市場(chǎng)訂單，也沒有做市場(chǎng)調(diào)研，不排除很多是沖著補(bǔ)貼來的，“組裝一臺(tái)機(jī)器手臂就補(bǔ)錢，政府太急了，這樣對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)非常不利，大家都跟著上，沒有人去搞研發(fā)，會(huì)把這個(gè)行業(yè)原來的節(jié)奏人為打亂，這也是我們決定將主要精力放在系統(tǒng)集成上的原因，不能只看小利，盯著那點(diǎn)補(bǔ)貼?！?br /> 機(jī)器人到底缺什么才最值得關(guān)心
盡管從臺(tái)灣來內(nèi)地工作已經(jīng)超過10年，在安徽也有兩年多，歐秉承仍有很多不適應(yīng)。
“現(xiàn)在機(jī)器人市場(chǎng)有點(diǎn)非理性。”歐秉承說，他們當(dāng)時(shí)做了市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人市場(chǎng)的核心關(guān)鍵零部件有80％依靠進(jìn)口，按理說這么高的進(jìn)口比例，機(jī)器人市場(chǎng)需求非常高，不應(yīng)再重復(fù)類似光伏產(chǎn)業(yè)低端過剩高端不足的缺陷，但事實(shí)上卻非如此?！案鞯囟荚诟銠C(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，在內(nèi)地的很多地方，制造業(yè)本來就很弱，根本沒有機(jī)器，卻還提‘機(jī)器換人’。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)特色非常明顯，它是一個(gè)配套產(chǎn)業(yè)，是供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)，獨(dú)立搞一個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)肯定是要失敗的?！?br /> 在參加第19屆Robo Cup機(jī)器人世界杯賽期間，英特爾公司全球副總裁、英特爾物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)和能源部門總經(jīng)理倪健安接受本報(bào)記者采訪時(shí)說，美國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)是世界范圍內(nèi)主要的機(jī)器人市場(chǎng)，占全球機(jī)器人銷量的70％，機(jī)器人市場(chǎng)的增長(zhǎng)主要來自中國(guó)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)需要生態(tài)系統(tǒng)通力合作，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)非常完善，并且有政府的全力支持，中國(guó)應(yīng)在技術(shù)方面進(jìn)行特別關(guān)注，機(jī)器人四大關(guān)鍵技術(shù)，包括計(jì)算、視覺、語音、驅(qū)動(dòng)。
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