重点实验室2023年度工作年报

一、研究工作与成果水平

目前正执行7项国家自然科学基金项目（278.3万元）、9项省市自治区科技项目（80万元）、以及3项政府部门项目（5万元）。2023年获批的项目有：广西科技厅高新技术企业培育项目“基于5G+AI的非机动车智能监测预警系统的研发”（70万元），广西重点研发项目“基于AR实景指挥和数字孪生技术的新型指挥调度系统的研发及应用”（90万元），广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“基于数据-机理协同驱动的双馈风机稳定控制研究”（5万元）、国自然地区项目“梯级自回热式全固态磁制冷循环机理研究”（33万元）、广西人才专项“基于级联回热的往复式室温磁制冷循环机理诠释”（20万元）、广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“基于微元回热的室温磁制冷循环机理研究”（2万元）、广西无线宽带通信与信号处理重点实验室基金项目“基于无人机辅助通信在复杂传输环境的覆盖研究”（2万元）。申请国家发明/授权专利共16项，其中授权专利6项；派出1名老师攻读博士学位，培养高级人才。

正在执行的项目的进展情况如下：

1.国家自然科学基金地区科学基金

纳米孪晶强韧化高嫡过渡金属碳化物陶瓷的机理研究：研究了ZrNbTa基高熵过渡金属碳化物(HETMCs)的层错能和孪晶性能。层错能曲线表明，ZrNbTa基HETMCs比一元过渡金属(TM, TM=Zr, Nb, Ta, Hf, Ti, V)碳化物更容易发生位错形核。

基于复杂传输环境的无人机辅助通信研究：继续针对多无人机系统在应急响应和资源分配中的实际应用需求，提出了一种基于SDG算法快速实现对目标的完全覆盖。提供了一个使用遗传算法完成对区域内剩余无人机快速部署的方案，该方案考虑了初始机群的通信关系，并提供一个连接性因子作为权重用以平衡无人机的覆盖和连通。同时，还提出了一种奖励机制为无人机提供一条初始位点移动至最终分配点的最佳路径。

基于狄拉克源极的二维高迁移率InAs量子器件输运及其界面性质的研究：完成分析2D Germanene/InAs 和 Graphene/InAs 垂直异质结界面能带结构、狄拉克带隙、肖特基势垒和电子态密度；完成2D Germanene/InAs 和 Graphene/InAs 狄拉克源极的 InAs 二维量子器件输运特性拉克带隙、肖特基势垒和电子态密度。

2.广西自然科学基金面上项目

晶格畸变对纳米孪晶高嫡碳化物陶瓷稳定性及力学性能的影响：构建HETMCC的纳米孪晶形成模型，研究严重晶格畸变条件下层错、纳米孪晶、位错等微观缺陷结构与强度、断裂韧性等宏观力学性能改变的规律，揭示严重晶格畸变效应和纳米孪晶对高嫡碳化物陶瓷强韧化的影响机制，获得影响HETMCC强韧化的主要因素及控制条件。

3.广西自然科学基金青年科学基金项目

稀土元素复合微合金化铝合金中强化相的位错机制与强韧化机理研究：建立了L12-Al3(ScxRE1-x)的超胞模型，研了究复合微合金化稀土元素种类、含量对强化相的稳定性和层错能大小的影响规律，在原子层次上探寻复合微合金化协同作用的微观机制及其内在物理本质。

2023获批项目的进展情况如下：

基于数据-机理协同驱动的双馈风机稳定控制研究：建立基于物理模型的双馈风力发电机模型和双馈发电机的仿真模型设计和控制器初步设计、双馈风力发电机组数据驱动系统理论分析。

基于级联回热的往复式室温磁制冷循环机理诠释：目前项目完成的进展情况总结为以下三点：完成磁热性材料磁热势场耦合数据库的建立，完成级联回热循环物理模型及其理论分析、数值仿真模型的构建，完成级联回热循环在不同结构及运行参数下工作机理的数值研究。

重大研究成果典型案例（1—3项）如下：

1. 多阴离子氧碳氮化物陶瓷TiCNO和TiZrCNO中的晶格畸变和空位缺陷的从头算研究

图1 TiZrCNO.TiCNO和TiZrCNO中元素的空位形成能。

多组分陶瓷因其可调的物理化学性质和巨大的组成空间而备受关注，然而混合多阴离子的多组分陶瓷却鲜有研究。通过密度泛函理论计算结合特殊准随机结构模型，系统地研究了TiCNO和TiZrCNO中的局部晶格畸变和空位形成能。本研究揭示了晶格畸变与电子结构和空位生成的重要相关性，因此对于深入理解混合多阴离子的多组分陶瓷的优异性能，以及开发具有多阴离子结构的新型多组分陶瓷具有重要价值。该研究发表在中科院1区期刊《International Journal of Refractory Metals and Hard Materials》上。

2.往复固态磁性制冷机级联循环的数值研究

描述了一种新型的室温往复式固态磁制冷（MR）循环，并进行了数值模拟。一种巧妙的双层结构设计使得高低温磁热材料（MCM）晶格之间的再生过程能够自发完成。采用不同居里温度点的分层MCM来优化循环，并比较了单层和多层再生器之间的温度跨度和温度分布特性。结果表明，该方法具有良好的批量应用潜力。同时，实施方法和建议的改进措施可作为固态MR设计和优化的指导。该研究发表在中科院1区期刊《Applied Thermal Engineering》上。

图2 每个MCM晶格温度的时间演化。(a)所有晶格在特定时间点的温度分布。(b)整个操作过程中的温度变化

2. MgSnN中阳离子无序性增强的非故意掺杂

图3 由MC模拟生成的阳离子无序MgSnN2结构示例

MgSnN2作为一种在绿光发光二极管和光伏吸收器中有应用前景的材料，然而，实验合成的MgSnN2样品中含有高浓度的非故意掺杂电子，其来源尚未完全了解。我们研究发现，阳离子反位缺陷SnMg是主要的施主缺陷，我们进一步表明，阳离子无序显著降低了缺陷的形成能，导致电子浓度（1019 cm⁻³）远高于阳离子有序相的情况。形成能的降低可以通过缺陷形成后产生能量上有利的局部基序结构所带来的能量增益来理解。因此，降低阳离子无序度有利于减少缺陷密度和自掺杂载流子。该研究发表在中科院2区期刊《Physical Review Applied》上。

自实验室成立半年以来，我们积极推进研究平台建设，成功举办了博士论坛、建立了专业网站，并发表了多篇SCI论文，同时获得了多项基金项目的资助这些成果不仅展示了实验室的研究实力，也为实验室的未来发展奠定了坚实的基础。我们将继续致力于提升研究平台水平，为科研创新提供更好的支撑。

二、队伍建设与人才培养

（一）实验室队伍的基本情况

目前实验室形成了形成了一支学术水平较高、年龄与知识结构合理、可承担重大任务、有较强创新能力的研究队伍。目前，实验室有固定人员33人，其中高级职称人员18人，占总人数的55%，获得博士学位者25人，占总人数的76%，中青年骨干（40岁以下）16人，占总人数的48%。现有“省高校‘青蓝工程’优秀中青年学术带头人”1人、“获得广西科技进步二等奖1”人、“广西高等学校优秀人才资助计划”资助人选1人、“广西高等学校千名中青年骨干教师”4人，产学研合作奖1项。

（二）实验室队伍建设和人才培养的措施与取得的成效

实验室立足平台优势和吸引力，致力于引进和培育出一批优秀人才，推动人才队伍不断稳定向前发展。

2023年累计接收博士人才简历10份，择优面试9人。其中1人通过面试正在办理人才引进手续。2023年8人获得研究生导师资格。

2023年培养硕士研究生89名，其中在读74名，毕业生15人。

加强对外合作与交流，10多人次参加国内重要学术会议，其中2名骨干教师在重要会议上做口头报告；派出年轻骨干教师前往国内重点高校从事科学研究工作和培训交流，并派出陈东等老师攻读博士学位，培养高级人才。

三、开放交流与运行管理

（一）实验室相关规章制度建设情况

实验室根据《广西壮族自治区重点实验室管理办法（修订）》（桂科政字〔2021〕52号）中有关规定管理和运行“广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室”。同时还根据实际情况制定了一系列的重点实验室管理制度办法，其中包括：广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室术委员会工作条例、广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室日常管理规定等规章制度，保证重点实验室安全、平稳运行。

（二）实验室开展学术委员会活动情况

2023年，实验室成立了实验室学术委员会，围绕实验室的2023年建设工作展开议题，从实验室定位与人员组成、考核指标情况、标志性成果、开放交流与运行管理等方面做好实验室建设任务规划。

2023年实验室不定期邀请学术委员会委员进行重点实验室评估建设指导。

（三）开放课题及执行情况

2023年实验室制定了广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室开放课题管理办法、广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室访问学者管理制度等一系列制度文件的制定。计划在2024年在财政经费和学校配套经费的支持下正式启动实验室开放课题。

（四）参与国际重大研究计划，举办或参加重要国际学术会议情况，国际合作取得的突出成绩

        1. 国内外学术交流

            1.1主办、承办各类学术会议及学术活动

                      注： 1. 会议类型指“国际”或“国内”；

                                          2. 实验室作用指“主办”、“联合主办”或“承办”等。

            1.2 实验室人员国内外学术交流

            1.3 知名学者讲学

实验室邀请台湾学者曹永忠教授作为实验室流动人员，与实验室合作开展科学研究工作。

（五）实验室作为本领域公共研究平台的作用，大型仪器设备开放和共享情况

实验室大型仪器设备配备了专职的研究及技术人员进行管理，确保集中管理，共享开放，建立较完整的培训、使用、维护等一系列规章制度，实行设备专人集中管理，采用管理平台智能运行模式。建立自身仪器共享平台平台面向校内师生长期共享开放，广泛用于开放实验、课程教学、实习实践等科研活动，为开展开放课题、毕业论文提供技术支持，其中相关科学计算服务器平台每年共享超过3000小时，支撑服务效果明显，充分满足科研、教学、人才培养与社会服务需要。

（六）实验室网站建设情况

为做好实验室建设宣传工作，提高实验室的影响力，加强学术沟通和交流，实验实验室建有专门的网站对实验室工作进行宣传，网址是http://gklfimiip.nnnu.edu.cn/index.htm。

网站能保持运行良好并向社会公开，为保证网站内容的时效性，由实验室专职秘书负责日常的网站信息更新，实验室设立开放基金通知及公示文件、重大会议、学术报告及相关新闻均能及时在网上发布。网站由专职副主任作为网站的安全责任人，负责审核网站信息，保证信息准确、安全。自网站建设以来，实验室科研氛围浓厚，学术风气正，无违反学术道德的事件发生。

（七）实验室开展科普工作情况

图4 实验室于2023年6月8-10日在广西科技周活动开展了3天的实验室公众开放活动

重点实验室通过开放科研实验室平台，供校内科学与研究协会开展会员培训、科普活动等，每年5次以上；同时指导并支持科学与研究协会的学生到南宁市二中、南宁市三中、南宁师范大学附属小学和秀田小学等中小学开展趣味实验等科普活动，每年4次以上；每年暑假，学院通过三下乡活动进行科普下乡，通过系列活动，让更多人了解信息功能材料和新一代信息技术在广西经济发展中所起的作用；结合广西科技周活动，实验室于2023年6月8-10日开展了3天的实验室公众开放活动，面向全校师生及社会各界人士以科普的形式展示实验室科研成果和发展历程等，科研人员专门进行讲解和实验操作。同时举办系列科普讲座，分享科学前沿知识，不仅促进科学知识普及，还能培育科研创新兴趣和激情，更能扩展了实验室科研影响力。实验室公众开放活动规模大，受益面广，特色明显，成效显著，深受师生和群众欢迎，得到了活动参与者的广泛赞誉。

四、成果转化与产业化

（一）与企业开展产学研合作情况

广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室是南宁师范大学和润建股份有限公司共同建设，是双方紧密开展产学研合作的产物。依托双方优势资源与多个科研院所及企业合作共建大学生科技实践与协同创新平台，在专业实训实习项目中将企业研发生产和学生应用科研能力培养进行有机结合。

（二）技术转移与成果转化情况

无

（三）重要成果产业化情况

无

五、实验室大事记

（一）实验室开展学术委员会的相应会议纪要、文字和图片材料

2023年，广西信息功能材料与智能信息处理重点实验室2023年8月21日在正式获得广西科技厅批准。

（二）相关领导考察实验室的图片及说明

无

（三）研究方向或名称的变更、人员变动、大型仪器设备添置等情况

无

（四）对实验室发展有重大影响的其他活动

无

六、依托单位支持实验室建设情况

（一）科研用房情况

重点实验室依托南宁师范大学物理与电子学院，实验室全部集中在武鸣校区3号实验教学楼，截止目前总面积达1691.9多平方米。科研用房集中。拥有大型仪器有专用实验室和实验室固定人员科研工作实验室，能够满足科研工作需要。

（二）仪器设备情况

本年度，重点实验室继续利用配套经费购买仪器设备，新增软硬件设备278.67万元，目前科研仪器设备价值约1578.98多万元。

（三）配套经费支持情况

依托单位（南宁师范大学）2023年给予配套经费306.24万元用于实验室建设。实验室专项经费于依托单位内设立二级财务，由依托单位财务部门统一管理，纳入单位的年度预算，经费使用遵守专款专用原则，严格按照《广西重点实验室建设项目计划任务书》规定的经费开支范围和规定列支，严格遵守专项经费财务报账制度，并接受自治区科技厅的监督与检查。

同时实验室还利用电子信息工程国家一流本科专业建设经费等专业学科建设经费10万来支持重点实验室建设及人才引进费。

（四）其他支持实验室建设的情况。

无

七、实验室财政经费及配套经费使用情况

2023年实验室未获得专项财政经费资助，实验室运行经费主要来源于学院其他平台经费共建及学校配套经费。

八、实验室存在问题及解决对策

（一）存在问题

1. 高质量或标志性科研成果、奖项较少。

2. 国家重大、重点项目缺乏、和面上基金项目数量少；

3. 平台建设总体投入不足，需进一步加强，大量自主研发经费来源于外部竞争性经费，实验室无法在经费使用进行统筹和协调，集中资源攻关重大科学问题。

（二）解决对策

1. 进一步凝练研究团队，聚焦广西地方社会发展重大关键科学问题，努力谋划重大或标志性科研成果。紧密结合新一代信息技术产业发展需求，解决产业发展的真是需求。

2. 开展成果培育工作，提高实验室的研究水平和成果转化能力。

3. 进一步整合专业、学科、平台资源，设立专项经费支持平台建设。

九、实验室下一年工作思路和打算

（一）强化特色，深化优势研究

在通信理论与技术方面，重点研究移动通信技术、路由交换技术、智能光传输技术等，并结合广西的通信产业发展需求，推动相关技术的实际应用和产业化。

在通信材料方面，结合广西丰富的光电子、微波陶瓷等材料资源，开展新材料的研究与开发，推动其在光通信、微波通信等领域的应用，并探索相关功能材料的产业化路径。

在信号与信息处理方面，加强遥感信息精准获取技术、导航芯片与设备的研究，同时开展多媒体信息处理和大数据信息处理技术在教育、交通等领域的应用研究。

通过这些研究，我们旨在打造高水平的应用成果，发表顶尖论文，形成标志性成果，以彰显实验室的特色并提升服务广西经济社会发展的能力。

（二）加强实验室队伍与软硬件建设

积极引进和培养在通信与信息系统、信号与信息处理领域的高层次人才，特别是具有创新能力和实践经验的研究人员。同时，通过选派实验室人员到国内外先进科研实验室进行交流与学习，提升现有研究人员的学术水平和研究能力。

加大投入，更新和升级实验室的仪器设备，特别是与通信与信息系统、信号与信息处理研究相关的先进设备。同时，优化实验室的软件环境，包括数据处理软件、仿真软件等，以支撑实验室的科研工作。

（三）展望未来研究发展，增强实验室科研影响力

我们致力于不断优化实验室的运作机制，以确保研究活动的规范性和效率性。我们将特别关注项目管理、成果奖励和学术交流等方面，以激发科研人员的创新潜力。

面向未来，我们计划通过积极参与学术会议、研讨会和科技展览等活动，以及加强与媒体的合作，来提升实验室的科研品牌和公众认知度。通过这些举措，我们旨在扩大实验室的研究影响力，吸引更多的合作伙伴，共同推动科学研究的进步。

十、对科技厅加强重点实验室建设和管理工作的意见和建议

1.鼓励跨学科、跨领域的重点实验室建设，促进不同学科之间的交叉融合，形成创新合力。

2.加大对实验室的建设经费支持力度。引导社会资本参与重点实验室建设，拓宽资金来源渠道，形成多元化的投入机制。

3.建立健全成果转化机制，加强知识产权保护和管理，促进实验室研究成果的商业化、产业化应用。

重点实验室2023年度工作年报