KIS 9. ELEKTRONIKA I FOTONIKA

I. INNOWACYJNE SENSORY I DETEKTORY ( KONSTRUKCJA, TECHNOLOGIA, MATERIAŁY)

  1. Technologia i konstrukcja sensorów światłowodowych punktowych i rozłożonych, w tym wykorzystujących światłowody klasyczne i mikrostrukturalne.

  1. Technologia i konstrukcja sensorów, detektorów oraz matryc detektorowych promieniowania elektromagnetycznego (UV-VIS-IR-THz).

  2. Technologia i konstrukcja sensorów, detektorów i matryc detektorowych promieniowania jonizującego.

  3. Technologia i konstrukcja sensorów wykorzystujących techniki akustyczne.

  4. Technologia i konstrukcja sensorów typu MEMS/NEMS/MOEMS.

  5. Technologia i konstrukcja sensorów elastycznych i/lub drukowanych.

  6. Technologia i konstrukcja sensorów wielkości elektrycznych i magnetycznych.

  7. Technologia i konstrukcja sensorów i matryc sensorów fizycznych, chemicznych i biochemicznych, w tym elektrochemicznych, półprzewodnikowych, termometrycznych, masowych i piezoelektrycznych.

  8. Sensory chemiczne gazów i substancji chemicznych (fotoniczne, konduktometryczne i inne).

  9. Techniki i materiały dla funkcjonalizacji elementów sensorowych.

  10. Sensory do pomiarów biofizycznych parametrów organizmów żywych i struktur biologicznych.

  11. Sensory wykorzystujące struktury biologiczne (enzymy, białka, kwasy nukleinowe i inne),

  12. Technologia, konstrukcja, modelowanie i charakteryzacja inteligentnych sensorów i sieci sensorowych.

  13. Konstrukcja i technologia sensorów biokompatybilnych oraz ich hermetyzacja.

  14. Sensory spektrometryczne, w tym czujniki wykorzystujące promieniowanie THz.

  15. Zintegrowane systemy analityczne np. typu Lab-on-Chip

II. TECHNOLOGIE, MATERIAŁY I URZĄDZENIA DLA FOTOWOLTAIKI

  1. Technologie innowacyjnych ogniw fotowoltaicznych z materiałów krzemowych, w tym technologie ogniw cienkowarstwowych i hybrydowych.
  2. Technologie wysokowydajnych ogniw cienkowarstwowych na bazie materiałów nie-krzemowych ( np. stop CIGS, kesteryty, perowskity i inne).

  3. Technologie ogniw fotowoltaicznych trzeciej generacji, w tym kropki kwantowe, plazmony, poziomy przejściowe, pomnażanie nośników ładunku, struktury organiczne i barwnikowe (ogniwa na podłożach elastycznych), manipulowanie widmem światła (luminescencja, konwersja w górę i w dół).

  4. Technologie przezroczystych warstw przewodzących oraz przezroczystych półprzewodników typu n i p.

  5. Technologie modułów fotowoltaicznych z wykorzystaniem nowych materiałów do zastosowań w systemach zintegrowanych z podłożem.

  6. Nowe techniki i urządzenia do badań i diagnostyki modułów i systemów fotowoltaicznych (w tym techniki analizy uzysków energetycznych).

III.TECHNOLOGIE, MATERIAŁY I URZĄDZENIA ŚWIATŁOWODOWE

  1. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące innowacyjne światłowody (pasywne i aktywne) oraz elementy światłowodowe do zastosowań telekomunikacyjnych.
  2. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące światłowody aktywne, do zastosowań we wzmacniaczach i laserach włóknowych.

  3. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące światłowody specjalne, w tym mikrostrukturalne i nanostrukturalne o kształtowanych własnościach transmisyjnych, polimerowe oraz światłowody zintegrowane z materiałami kompozytowymi.

  4. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące włókna specjalizowane pod kątem niestandardowych funkcjonalności (w tym generacji supercontinuum i innych efektów nieliniowych, transmisji wysokich mocy i/lub w nietypowych zakresach spektralnych, niekonwencjonalnych charakterystyk modowych lub dyspersyjnych).

  5. Urządzenia światłowodowe – lasery i wzmacniacze światłowodowe nowej generacji, w tym urządzenia na nietypowe zakresy spektralne, jak VIS oraz MIR.

  6. Technologie i diagnostyka pokryć światłowodowych do zastosowań przemysłowych, w tym o wysokiej odporności na narażenia środowiskowe, w tym technologie obróbki i łączenia takich włókien.

  7. Polimery przewodzące oraz polimery kompozytowe dla technologii światłowodowych.

IV. INNOWACYJNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA OPTYCZNEGO (MATERIAŁY, TECHNOLOGIE, URZĄDZENIA)

  1. Laserowe źródła promieniowania w obszarze VIS oraz UV, w tym lasery półprzewodnikowe na bazie materiałów z szeroką przerwą energetyczną.
  2. Lasery półprzewodnikowe na zakres podczerwieni (NIR oraz lasery na pasma (SWIR, LWIR i THz) na bazie supersieciowych obszarów aktywnych (lasery typu QCL i ICL).

  3. Urządzenia i systemy laserowe generujące promieniowanie szerokopasmowe.

  4. Technologie, materiały i układy laserów (i mikrolaserów) ciała stałego: pracy ciągłej i impulsowych (nano-, piko-, i femtosekundowych), układy nieliniowej przemiany częstotliwości optycznych.

  5. Innowacyjne źródła światła, w tym źródła LED.

  6. Organiczne materiały elektroluminescencyjne, w tym drukowane, elastyczne, itp.
    7. Konstrukcje oraz technologie wytwarzania organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLED).
    8. Technologie drukowanych i elastycznych wielkopowierzchniowych wyświetlaczy.

V. SYSTEMY ORAZ SIECI SENSOROWE I TELEKOMUNIKACYJNE

  1. Techniki zarządzania, przetwarzania i gromadzenia danych, optymalizacji i samoorganizacji sensorów i sieci sensorowych.

  2. Bezpieczeństwo sensorów i sieci sensorowych oraz systemy zabezpieczenia przesyłu i gromadzenia danych.

  3. Lokalizacja w sieciach sensorowych (algorytmy i techniki lokalizacji i tworzenia map).

  4. Rozwój sieci sensorowych Body Area Network.

  5. Rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne służące tworzeniu autonomicznych sieci sensorowych.o zerowym bilansie energetycznym

  6. Optyczne urządzenia nadawcze, odbiorcze i przetwarzające oraz elementy sieci światłowodowych i technologie dla sieci dostępowych NGN i sieci rdzeniowej.

  7. Optyczne urządzenia i systemy zapewniające bezpieczeństwo transmisji i/lub przetwarzania danych na poziomie warstwy fizycznej, w tym systemy kwantowej dystrybucji kluczy kryptograficznych.

  8. Nowe techniki modulacji i demodulacji sygnałów optycznych ze zwiększoną odpornością na zakłócenia i zniekształcenia transmisji

  9. Nowe, złożone metody kodowania i zaawansowane techniki detekcji dla zwiększenia informacyjnej przepustowości łączy.

  10. Optyczne urządzenie nadawcze, odbiorcze oraz przetwarzające dla sieci transportowych, efektywne wzmacniacze mocy optycznej, technologie związane z optymalizacją wykorzystywanego pasma oraz redukcją konsumpcji energii.

  11. Rozwój technologii FSO do przepustowości na poziomie 100 Gbps i dystansach co najmniej 10 km.

  12. Drukowane elementy i systemy komunikacji bezprzewodowej.

VI. INNOWACYJNE UKŁADY I SYSTEMY ELEKTRONIKI, OPTOELEKTRONIKI I FOTONIKI SCALONEJ.

  1. Konstrukcje i technologie innowacyjnych przyrządów i modułów mocy.

  2. Technologie, konstrukcje i materiały dla innowacyjnych rozwiązań elektroniki i fotoniki.

  3. Projektowanie i prototypowanie specjalizowanych układów elektroniki scalonej ASIC.

  4. Technologie i materiały dla optyki i fotoniki scalonej – w tym technologie bazujące na platformach półprzewodnikowych oraz dielektrycznych.

  5. Konstrukcje, technologie i prototypowanie układów MOEMS/NOEMS.

  6. Prototypowanie i wytwarzanie specjalizowanych układów fotoniki scalonej ASPIC

  7. Prototypowanie i wytwarzanie komponentów i układów optycznych.

  8. Technologie integracji heterogenicznej ASPIC/ASIC/MOEMS).

  9. Technologie montażu i hermetyzacji układów elektronicznych i fotonicznych.

VII. INNOWACYJNE TECHNOLOGIE I SYSTEMY ELEKTRONIKI DRUKOWANEJ

1. Materiały i technologie do wytwarzania elementów elektronicznych (w tym nowe kompozycje past, atramentów) przy użyciu różnych technik drukarskich (sitodruk, ink jet, fleksografia, rotograwiura) oraz osadzania cienkich warstw.
2. Materiały barierowe dla elektroniki drukowanej i elastycznej.
3. Materiały i technologie podłoży do wytwarzania elementów i systemów elektroniki i fotoniki
drukowanej.
4. Technologie elektroniki i fotoniki drukowanej 3D.
5. Drukowane elementy i systemy elektroniczne stosowane w rozwiązaniach dla elektroniki osobistej, transportu, ochronie zdrowia, opakowaniach, systemach obronnych, systemach konstrukcyjnych i architekturze, telekomunikacji, internecie rzeczy, identyfikacji (np.RFID), magazynowaniu i odzysku energii (energy harvesting), przemyśle spożywczym, rolnictwie i in.
6. Inteligentne opakowania zbiorcze i jednostkowe, umożliwiające monitoring stanu zawartości oraz otoczenia, jak również interaktywną komunikację.
7. Inteligentne systemy magazynowe współpracujące z drukowanymi układami identyfikacyjnymi, również dla potrzeb systemów Przemysłu 4.0.
8. Elementy tekstroniczne. przewodzące materiały włókienno-polimerowe otrzymywane metodami drukowania lub nanoszenia materiałów elektrycznie aktywnych (w tym np. zawierających nanocząstki metali i/lub alotropy węglowe) metodami fizycznymi lub chemicznymi i innymi.
9. Materiały włókiennicze i inne, z warstwami elektroprzewodzącymi do zastosowań w charakterze systemów barierowych do ochrony człowieka i czułych urządzeń elektronicznych przed działaniem silnych pól elektro-magnetycznych o różnych zakresach częstotliwości.
10. Elastyczne ogniwa fotowoltaiczne i inne alternatywne źródła energii do zasilania elektroniki osobistej, w tym integrowanej z tekstyliami.
11. Elastyczne źródła światła do integracji ze strukturami elastycznymi.
12. Innowacyjne systemy drukujące do zastosowań w technologiach wytwarzania układów elektroniki i fotoniki drukowanej oraz tekstroniki.

VIII.ZAGADNIENIA APLIKACYJNE

  1. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna dla zastosowań medycznych (w tym diagnostyki i sensoryki biomedycznej, implantów biomedycznych, monitorowania funkcji życiowych, terapii, rehabilitacji oraz dla potrzeb osób niepełnosprawnych.

  2. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna do monitorowania stanu środowiska oraz stanu zagrożenia bezpieczeństwa publicznego (w tym chemicznego, radiologicznego i epidemiologicznego)

  3. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna do monitoringu stanu technicznego i bezpieczeństwa konstrukcji inżynierskich, infrastruktury przemysłowej i obiektów publicznych i/lub przewidywania czasu ich bezpiecznej eksploatacji (SHM i PHM).

  4. Sensory i sieci sensorowe dla inteligentnych budynków i miast, w tym dla potrzeb analizy i modelowania zachowań i otoczenia człowieka.

  5. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna w zastosowaniach rolniczych, w przemyśle leśnym i rolno-spożywczym.

  6. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna dla modelowania, symulacji, monitorowania i kontroli i/lub sterowania procesów technologicznych i produktów w produkcji i fazie po-produkcyjnej (aż do utylizacji w procesach GOZ).

  7. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna na potrzeby zaawansowanych systemów ochrony perymetrycznej.

  8. Sensory i inteligentne sieci sensorowe dla lokalizacji osób i rzeczy oraz nawigacji w obiektach zamkniętych.

  9. Sensory i urządzenia optoelektroniczne dla zaawansowanej metrologii i diagnostyki technicznej w tym dla badań nieniszczących.

  10. Sensory dla sterowania i autodiagnostyki maszyn i urządzeń w systemach M2M, H2M lub M2H.

  11. Sieci sensorowe na potrzeby monitorowania i sterowania ruchu lądowego, powietrznego, wodnego w transporcie i w przemyśle.

  12. Inteligentne sieci sensorowe i rozwiązania wspierające handel, zwłaszcza elektroniczny oraz systemy integrujące elektroniczne i tradycyjne kanały sprzedaży.

  13. Przyrządy i systemy fotoniczne oraz sensorowe do pracy ekstremalnych warunkach środowiskowych (ang. harsh environment).

  14. Urządzenia i systemy fotoniczne do obróbki przestrzennej i powierzchniowej materiałów oraz wytwarzania elementów.

  15. Urządzenia do rejestracji i przetwarzania obrazów w różnych zakresach widma, w tym urządzenia dla robotyki i nawigacji

  16. Innowacyjna elektroniczna i/lub optoelektroniczna aparatura kontrolna i pomiarowa

IX.ZAGADNIENIA HORYZONTALNE W TECHNOLOGIACH SENSOROWYCH I FOTONICZNYCH

    1. Układy i technologie dla systemów sensorowych i fotonicznych w tym integracja mikroukładów z oprogramowaniem (ang. embedded systems i systemy cyberfizyczne), układy kontrolerów, komunikacji i zasilania.

    2. Techniki i systemy oszczędnego wykorzystywania oraz zbierania energii (energy harvesting) na potrzeby autonomicznych przyrządów i systemów sensorowych i fotonicznych.

    3. Technologie integracji i miniaturyzacji heterogenicznych i inteligentnych systemów sensorowych, fotonicznych i mikroelektronicznych.

    4. Metody ko-symulacji i ko-projektowania (ang. co-simulation and co-design) zintegrowanych systemów mikroelektronicznych (ang. mixed-signal) oraz mikrosystemów heterogenicznych.

    5. Metody podnoszenia niezawodności przyrządów oraz systemów sensorowych i fotonicznych.

    6. Technologie wykorzystania fuzji danych gromadzonych przez różne typy sensorów.

    7. Cyberbezpieczeństwo programowe i sprzętowe przyrządów i systemów mikroelektronicznych i fotonicznych na poziomie technologii i projektowania.

    8. Inteligentne systemy mechatroniczne i optomechatroniczne.

    9. Elektroniczne układy wspierające systemy fotoniczne (w tym laserowe) oraz systemy detekcji.

    10. Techniki i urządzenia pomiarowe dla charakteryzacji, testowania i wzorcowania sensorów oraz elementów i systemów optycznych i fotonicznych.

Słownik:
ASIC (ang. Application Specific Integrated Circuit) – specjalizowany elektroniczny układ scalony
ASPIC (ang. Application Specific Photonic Integrated Circuit) – specjalizowany fotoniczny układ scalony
Body Area Network – sieć sensorowa, której elementy ulokowane są na lub wewnątrz organizmów żywych
CIGS (ang. Copper Indium Gallium Selenide solar cells – ogniwa fotowoltaiczne z selenku miedziowo-indowo-galowego
CW (ang. Continuous-wave) – rodzaj emisji fali elektromagnetycznej ze stałą amplitudą i częstotliwością
FSO (ang. Free-Space Optical communication) – technologia bezprzewodowej komunikacji optycznej, która wykorzystuje emisję światła w wolnej przestrzeni do przesyłania danych pomiędzy dwoma punktami
Harsh environment – trudne warunki środowiskowe (np. warunki kosmiczne, górnictwo, hutnictwo)
ITU-T (ang. International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector) – Sektor Normalizacji Telekomunikacji ITU
LED (ang. Light Emitting Diode) – dioda elektroluminescencyjna zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego, podczerwieni i ultrafioletu
MEMS (ang. MicroElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych i elektrycznych
MIR (ang. Mid infrared) – promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie średniej podczerwieni
MOEMS (ang. MicroOptoElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych, optycznych i elektrycznych
M2H (ang. Machine to Human) – komunikacja pomiędzy człowiekiem a maszyną
M2M (ang. Machine to Machine ) – komunikacja pomiędzy maszynami
NEMS (ang. NanoElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych i elektrycznych, zawierający elementy o rozmiarach nanometrycznych
NGN (ang. Next Generation Network) – sieć następnej generacji; dotyczy kluczowych zmian w architekturze sieci telekomunikacyjnych, które nastąpią w ciągu następnych lat
NOEMS (ang. NanoOptoElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych, optycznych i elektrycznych, zawierający elementy o rozmiarach nanometrycznych
PHM (ang. Prognostics Health Monitoring) – zarządzanie i przewidywanie żywotności konstrukcji
SHM (ang. Structural Health Monitoring) – monitorowanie stanu technicznego konstrukcji
ULP (ang. Ultra Low Power) – strategię projektowania układów i systemów zintegrowanych w których zużycie mocy jest obniżane poniżej wynikającego z upływności przyrządów (tranzystorów) poprzez zastosowanie specjalnych rozwiązań układowych (np. wprowadzanie tranzystorów bramkujących i in.) przy minimalizacji pogorszenia szybkości działania systemu (układu).
UV (ang. Ultraviolet) – promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie ultrafioletu
VIS (ang. Visible) – promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym