科研实习推介 | 科研助理招募：计算机、电子与电气工程等专业方向

一、项目推介

（一）电子与电气工程：基于FPGA的DDS设计与实现

项目介绍：

随着现代电子技术的不断发展，在通信系统中往往需要在一定频率范围内提供一系列稳定和准确的频率信号，一般的振荡器已不能满足要求，这就需要频率合成技术。直接数字频率合成（Direct Digital Frequency Synthesis，DDS）是把一系列数据量形式的信号通过D/A转换器（Digital/Analog Converter）转换成模拟量形式的信号合成技术。DDS具有易于控制、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多钟调制信号等优点，而专用DDS芯片在控制方式、频率控制与系统的要求差距很大，利用FPGA设计符合自己需要的DDS就是一个很好的解决方法。

现场可编程门阵列（FPGA）器件具有工作速度快、集成度高、可靠性高和现场可编程等优点，并且FPGA支持系统现场修改和调试，由此设计的DDS电路简单，性能稳定，也基于能满足绝大多数通信系统的使用要求。本项目目的在于通过学习DDS的原理和FPGA技术进而能够利用FPGA实现DDS。通过该项目，学员可以系统的学习到直接数字频率合成器DDS的原理和可编程门阵列FPGA的基本知识，并能利用硬件描述FPGA上实现DDS，同时学员还可以学习到Xilinx开发板下载、调试和逻辑固化等相关技能。

专业方向：电子与电气工程、计算机科学、可编程门阵列FPGA、电路设计、数字信号处理等。

项目时长：4周

（二）Stencil Lithography模板光刻：一种直接获得器件的技术

项目介绍：

模板光刻（Stencil lithography）是一种突破性的器件制备技术，其特点就是避免传统器件制备技术中光刻的抗蚀剂涂覆、剥离等工艺步骤，特别适合对抗蚀剂、水和溶剂等敏感的样品进行器件加工。比如，基于石墨烯材料的电子器件，由于石墨烯具有比硅高10倍的载流子迁移率，具有非常优越的性能。但是传统光刻工艺不可避免地在石墨烯表面残留抗蚀剂分子，从而影响了载流子的迁移，造成实验测得的载流子迁移率远远低于理论值。本项目旨在为石墨烯、黑鳞和拓扑绝缘体等新材料开发一种全新的器件制备技术，通过一系列微纳加工技术，制备出直接用于环境敏感材料的器件制备模板，并且应用于石墨烯等二维材料。通过本项目的开展，可以学习尖端的微纳技术，接触物理科学与技术的最前沿。

专业方向：计算机、机器人、物理、电子/微电子、工程等

项目时长：4周

（三）算法与软件工程：集成电路板图设计（layout）

项目介绍：

版图是集成电路从设计走向制造的桥梁，它包含了基本电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据。集成电路制造厂家根据这些数据来制造掩模。版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述过程，即定义各工艺层图形的性状、尺寸以及不同工艺层的相对位置的过程。通过本项目的实习，可以了解集成电路制造出的日常使用的电脑、手机芯片里各个纳米级晶体管、基本单元、复杂单元在芯片上的尺寸、互连尺寸以及晶体管与互联之间的相对尺寸等。学员可以系统了解芯片设计的目标，如所需要满足的电路功能、性能指标、集成度等；设计软件都包含的版图设计功能；设计规则，如物理极限效应及IC制造水平对版图几何尺寸提出的限制要求，设计人员与工艺人员之间的接口与“协议”。更加真切的感受到集成电路从设计到制造的“一体化”。

专业方向：物理、电子工程、电路与系统、微电子

项目时长：4周

（四）算法与软件工程：集成电路制造中的工艺仿真

项目介绍：

集成电路制造过程是由一系列的工艺单元组成的，如：光刻、刻蚀、薄膜沉积等等。这些工艺过程都可以利用物理、化学和光学模型，借助数学公式来描述。例如，光刻工艺，光照照射在掩模上发生衍射，衍射级被投影透镜收集并会聚在光刻胶表面，这一成像过程是一个光学过程；投影在光刻胶上的图像激发光化学反应，烘烤后导致光刻胶局部可溶于显影液，这是化学过程。工艺仿真就是使用计算机来模拟、仿真这些物理和化学过程，从理论上探索优化工艺参数的途径。其中，最关键的一块是opc（光学邻近效应校正），它是使用光学模型和光刻胶化学反应模型来计算出曝光后的图形，通过移动掩膜版上图形的边缘或添加额外的多边形来纠正这些错误，尽可能地使硅片上生产出的电路与设计要求一致。通过本项目的学习，学员可以了解集成电路制造中的典型工艺，学习如何建立工艺数学模型，如何使用Matlab语言来编程计算。

专业方向：物理、化学、光学、数学建模、电子工程、软件工程

项目时长：4周

（五）智能电机系统设计优化

项目介绍：

永磁同步电机驱动系统由电机本体与电机控制器组成，在小功率的工业应用领域，集成的永磁同步电机驱动系统（即控制器与电机集成在一起）成为发展趋势，驱动系统设计时需要将电机与控制器综合统一考虑。本项目从电机电磁优化设计、控制策略、系统散热、机械振动、电磁干扰等多个方面出发，以仿真模拟的方法，结合实验室具体开展的项目，对系统的优化设计进行研究。根据学生的兴趣点，可以设置不同的研究课题，如考虑控制策略的永磁同步电机驱动系统仿真优化设计、集成永磁同步电机温度场仿真研究、集成式永磁同步电机驱动系统电机参数精确计算等。

项目特点：

本项目是结合实验室在研项目进行，能让学生交换接触到工程实践，锻炼学生学以致用的能力。

专业方向：电机、电力电子等

项目时长：4周

（六）电气设备相变冷却技术的研发

项目介绍：

蒸发冷却技术是由中国科学院科研工作者自主研发的具有自主知识产权的电气设备冷却技术。目前蒸发冷却技术已工业化应用于水轮发电机、汽轮发电机、变压器、功率器件、除铁器、超级计算机、离子源磁体、电磁搅拌器以及特殊电机等电气装备领域。蒸发冷却技术是利用绝缘性能高、沸点合适（通常为47~60℃之间）的冷却介质的相变来吸收和释放热量，其冷却机理与常规空冷和水冷方式靠介质比热来传递热量的原理完全不同。蒸发冷却技术尤其适合应用在电力电子设备上，可作为空冷和水冷的升级技术，其优点是：冷却效率高，温度分布均匀，系统耗能低，运行裕度大，维护量少，设备可靠性高。工作的主要内容是针对大型电力电子设备和装置的冷却系统开展高效相变技术的研发和优化工作，研发手段主要是仿真优化和实验验证。

专业方向：工程热物理、电气工程等

项目时长：4周

（七）微电子学与微能源：薄膜发电——微能源采集实验研究

项目介绍：

薄膜发电是基于机械界面电荷极化效应的新能源技术，具有轻薄、柔性、选材广的特点，可收集人体与环境中的微小机械能。本实验课程通过制备不同材料的发电薄膜，实验对比它们的电能输出性能，让学生实际的了解发电薄膜的制备流程与微能源采集的实验方法，理解薄膜材料对电输出性能的影响规律。通过设计与制作不同结构的发电薄膜，让学生掌握多种形式薄膜的输出特性以及微能源采集的结构优化方法。通过测试其对可穿戴电子器件的供电，指导学生探索低功耗电子器件自供能的实现方案。

专业方向：电子、材料、机械、能源、物理等

项目时长：4周

（八）图像融合：图像处理——雷达与光学图像融合方法仿真与分析

项目介绍：

雷达可以不依赖太阳光照及气候条件实现对地观测，提供了目标的散射特征，在生态环境、灾害监测等研究领域有着广泛的应用，但雷达图像难以理解，而光学图像颜色信息丰富，在视觉上更易于判读，但在光线暗、天气恶劣等条件下成像质量较差，因此雷达与光学图像融合有利于图像的分析与解译。雷达与光学图像融合，指利用图像处理技术对同一场景的雷达图像和光学图像进行综合处理，有效地把不同类型图像的有点结合起来，利用信息互补减少被感知对象或环境解译中存在的多义性、不完全性和不确定性。融合后的图像能够提供更为全面的特征信息，项目成果可以应用到目标识别、变化检测、自然灾害评估、土地分类等研究领域，提高数据的应用价值。本项目旨在了解图像融合的处理流程以及关键技术，学习检索相关文献，使用程序开发工具完成图像融合方法编写，使用测试数据完成仿真实验，并根据实验结果进行综合分析，同时了解图像融合技术在不同的研究领域的应用现状。

专业方向：计算机、图像处理、软件工程、电子信息工程、信息处理等。

项目时长：4周

二、科研助理收获

1、获得真实的科研经历，了解国家顶尖自然科学学术机构的科研课题并学习科研方法；

2、导出科研成果，为将来专业学习、升学深造、申请留学、评定荣誉等获得加分项；

3、获得国家顶尖自然科学学术机构研究员的推荐信的机会；

4、获得与中科院研究员共同发表论文EI/SCI级别论文的机会。

三、报名方式：

1、拨打全国免费热线400-6652-485进行咨询；

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