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2025国家自然科学基金委员会年度报告

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近日,国家自然科学基金委员会发布了2025年年度报告。谱镭光电汇总了报告中对于各类项目的申请情况以及2025年来各类项目的赞助金额,并列出了报告中展现的光电领域研究成果项目。

 

报告中指出,2025年内,共接收2641家依托单位的45.57万项申请,资助各类科学基金项目5.88 万项,资助经费370.69亿元。资助面上项目23 034项,同比增长 10.96%,资助原创探索计划项目199项。制定重大非共识项目试点实施方案,首批遴选资助3项:在面上项目等常规项目中遴选资助非共识创新项目17项。强化前瞻部署,批准“细胞集群形成与调控机制”等4项重大研究计划立项建议,资助重点项目 750 项;召开 44 期双清论坛,围绕人工智能、空天技术等领域凝练重大基础科学问题。资助国家重大科研仪器研制项目74项。

 

同年,国家自然科学基金委员会构建“青年学生项目青年项目-青年团队类项目”资助格局:试点支持优秀本科生和博士生,资助1086项;在团队类项目中设立创新研究群体项目(B类),支持 40 周岁以下科研人员组织科研团队,资助31项;在卓越研究群体项目中为青年人才单设赛道,资助10项。探索人才类项目的差异化分类评价,首次在青年科学基金项目(A类、B类)设置“科学工具"类赛道,资助A类5项、B类8项;继续试点推进针对临床医师的青年科学基金项目(A类分类评审改革,资助 30项。构建长周期稳定支持机制,深入开展青年科学基金项目(A类)结题分级评价及延续资助,296个结题项目中 62个项目获延续资助,18个项目的行情况被评为“差”,评价结果反馈依托单位并要求加强督促引导。

 

2025 年度面上项目申请总数为199223项。按两类研究属性划分项目申请总数,其中,自由探索类基础研究占 40.69%,目标导向类基础研究占59.31%。

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2025 年度重点项目申请总数为4491项。按两类研究属性划分项目申请总数,其中,自由探索类基础研究占 38.10%,目标导向类基础研究占61.90%。

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2025 年度重大项目共接收申请119项,经专家评审,批准资助50项,总直接费用为71 755.19 万元。

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2025 年度重大研究计划项目申请合计3317项,批准资助435项,共计74 416.55万元。

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2025年重点国际(地区)合作项目申请648项,实批资助103项,共计自准23 000万元。

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2025年组织间国际(地区)合作项目申请6410项,实批资助261项,共计自准40 603万元。

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2025年度C类青年科学基金项目合计申请167 285项,实际资助24 051项,共计721 530万元。

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2025 年度B类青年科学基金项目共接收申请9495项,经专家评审,批准资助800项。实行经费包干制,资助经费为 200.00万元/项,总资助经费为160000万元。

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2025 年度共有6442名青年学者申请A类青年科学基金项目,经专家评审,450人获得资助。实行经费包干制,资助经费为400万元/项(数学和管理科学为280万元/项),总资助经费为 176 760万元。

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2025 年,自然科学基金委继续开展A类青年科学基金项目考核评估与延续资助。在2024 年底资助期满的 296 位获资助者中,有262位申请延续资助,其中有62人获得延续资助。

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2025 年度创新研究群体项目接收申请1035项,经专家评审,批准资助65项,直接费用为1000万元/项(数学和管理科学直接费用为800万元/项),总直接费用大64 200.00万元,间接费用为200万元/项。其中,创新研究群体项目(A类)接收申请385 项,批准资助34项,总直接费用为33400万元;创新研究群体项目(B类)接收申请650 项,批准资助31项,总直接费用为30800万元。

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2025年地区科学基金审计情况如下,16个地区共计申请32 370项,实际资助3 541项,共计资助111 730万元。

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联合基金旨在发挥国家自然科学基金的导向作用,引导与整合社会资源投入基础研究,促进有关部门、企业、地区与高等学校和科学研究机构的合作,培养科学与技术人才,推动我国相关领域、行业、区域自主创新能力的提升。

 

2025 年共资助联合基金项目1551项,直接费用为46.97亿元。其中,区域创新发展联合基金资助项目870项,直接费用为24.56亿元;企业创新发展联合基金资助项目271项直接费用为8.94亿元;民营企业创新发展联合基金资助项目51项,直接费用为1.06亿元;与行业部门设立的联合基金资助项目 314项,直接费用为7.89亿元;联合基金重大专项资助项目 45 项,直接费用为 4.51 亿元。

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2025 年度国家重大科研仪器研制项目(自由申请)接收申请731项,共资助70项,资助直接费用为 53 229.78 万元,直接费用平均资助强度为760.43 万元/项;国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)推荐53项,共资助4项,资助直接费用为31410.25万元,直接费用平均资助强度为 7 852.56 万元/项。

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卓越研究群体项目旨在集中和整合国内优势科研资源,瞄准国际科学前沿,超前部署,充分发挥科学基金制的优势和特色,依靠高水平学术带头人,吸引和凝聚优秀科技人才,着力推动学科深度交又融合,相对长期稳定地支持科研人员潜心研究和探索,致力科学前沿突破,产出一批具有国际领先水平的原创成果,抢占国际科学发展的制高点,形成若干具有重要国际影响的学术高地。

2025 年度卓越研究群体项目接收申请 130项,经专家评审,批准资助20项,总直接费用为119000万元。其中,卓越研究群体项目(A类)接收申请61项,批准资助10项总直接费用为 59 000万元;卓越研究群体项目(B类)接收申请69项,批准资助10项总直接费用为 60 000万元。

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此外,2025 年批准卓越研究群体项目(A类延续资助)10项,总直接费用为46000万元。

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专项项目用于支持需要及时资助的创新研究,以及与国家自然科学基金发展相关的科技活动等。专项项目分为研究项目、科技活动项目、原创探索计划项目和青年学生基础研究项目。

2025年专项项目申请数量9951项,实际资助2412项,共计资助132 236.59万元。

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2025年度数学天元基金项目接收申请2004项,共资助226项,资助直接费用为7 000万元,直接费用平均资助强度为30.97万元/项。

 

2025年度外国学者研究基金项目共申请3520项,实际资助340项,资助费用22000万元。

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2025年国际(地区)合作交流项目申请数量共2241项目,审批后实际资助数量429项,资助直接费用合计为3786.92万元。

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面向全球的科学研究基金项目在2025年共计申请578项,其中批准资助的项目为93项,资助费用22 847.5万元。

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2025年度资助成果:光电领域展示项目

 

基于腔诱导自发双光子辐射的新型量子纠缠光源研究

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自发双光子辐射指的是电子从原子的激发态弛豫到基态时,原子同时释放频率简并、彼此关联的一对光子的量子效应。该效应被认为是用于制备触发式高保真度纠缠量子光源的潜在方案。然而,作为一种二阶量子涨落效应,自发双光子辐射的效率通常比单光子辐射过程低数个量级,实验实现面临巨大挑战。近50年来,尽管国际上众多研究团队进行了多种尝试,但均未取得实质性突破。自发双光子辐射的量子关联特性尚未得到实验验证,因此能否基于该效应制备高品质纠缠光源,一直悬而未决。

 

针对这一国际前沿挑战,在自然科学基金委[重大项目12494602、重点项目62035017.国际(地区)合作研究项目12361141824、青年科学基金项目(C类)12304409]等资助下中山大学王雪华教授和刘进教授的联合研究团队,基于微腔诱导的自发双光子辐射方案,实现了与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射,研制出保真度创纪录(99.4%)的触发式微纳量子纠缠光源。

团队提出了一种基于半导体量子点结构的腔诱导自发双光子辐射方案(图 3-1-5)。团队通过设计并制备含有量子点的超高品质的光学微腔体系,利用光学微腔对量子点中的光子产生过程进行精细调控,率先实现了与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射。通过对自发双光子辐射进行量子统计测量,团队在实验上观测到了双光子符合计数大于20 000的自发双光子辐射,揭示了其量子关联特性;进一步地,提出量子点的级联共振泵浦方案,研制出超高纠缠保真度的按需触发式新型纠缠光子对源。

 

成果以“Quantum correlations of spontaneous two-photon emission from a quantum dot”为题发表在Nature上。该研究突破了“光子辐射的二阶量子过程必然远弱于一阶过程”的传统认知,为高保真度纠缠光源的制备开辟了新的道路,有望用于发展新一代量子精密测量技术,构建功能化的光量子信息处理芯片。成果发表后引起广泛关注,被《人民日报》、新华网、中国科学网等重要媒体报道。

 

基于时间分辨荧光蛋白的多重成像研究

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荧光蛋白是观测生命微观世界的重要工具。天然荧光蛋白通过理性设计与工程进化,完成了稳态荧光特性的多轮发展与迭代,在激发发射波长、发光亮度和光稳定性等多种稳态参数上实现了极限突破。然而,基于荧光蛋白稳态信号的多重成像原理受制于光谱拆分极限在同时检测超过六个靶标时面临严重的信号串扰,这限制了荧光蛋白多重成像的应用场景相比之下,时间分辨的瞬态荧光特性(荧光寿命)提供了另一维度的成像原理,有望突破这一技术瓶颈和成像极限。目前,针对荧光蛋白荧光寿命理性调控的基础研究较少,学界亟需理解荧光寿命的构效关系,研制寿命可控的新探针,推动多重成像领域的发展。

 

在自然科学基金委(重大项目22494700、面上项目22477102)等资助下,西湖大学张鑫教授团队通过探索荧光蛋白成像新原理,革新荧光蛋白的进化范式,首次构建了荧光寿命可调的时间分辨荧光蛋白(t-FPs)家族,继荧光光谱成像原理之后,开辟了荧光寿命成像的新维度(图 3-2-8)。

 

该研究在不改变光谱性质的前提下,赋予了荧光蛋白可控的时间分辨特征,论证了在“时间-光谱”双重维度荧光成像原理的可行性。在机制层面,通过分子动力学模拟,团队揭示了周围氨基酸残基的突变可调控荧光蛋白发色团激发态的构象变化,进而影响非辐射跃迁速率,实现了对其荧光寿命的有效调节。在应用层面,时间分辨荧光蛋白突破了现有少于6通道的成像靶标极限,实现了超过9通道的多靶标成像(图3-2-9),并应用于超高分辨成像和定量成像场景。此外,时间分辨荧光蛋白将传统需要多个光谱通道的细胞周期检测系统(Fucci)技术,升级为仅需单一光谱通道的时间分辨Fucci(tr-Fucci)技术,从而释放其他通道用于观测细胞活动。团队提出了从稳态荧光颜色到瞬态荧光寿命的全新成像技术路线,研制了全新的时间分辨荧光蛋白家族,突破了荧光成像在复杂生命体系研究中的靶标数目极限,该成果有望广泛应用于生命科学基础与转化研究。

 

成果“Time-resolved fluorescent proteins expand fluorescent microscopy in temporal andspectral domains”为题,于2025年9月22日发表在Cell上。该研究得到了国际同行的广泛关注,Nalure发表了专题评述文章。

 

应变诱导铷离子嵌入的宽带隙钙钛矿光电压损失抑制方法研究

 

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宽带隙钙钛矿太阳能电池(WBGPSC)技术作为构建超高效率叠层太阳能电池的核心技术,是光伏领域的前沿方向。然而,材料内部缺陷和非均匀卤化物分布引起的非辐射复合导致了严重的光电压损失,是制约WBG PSC性能和发展的关键瓶颈。如何有效抑制非辐射复合、降低光电压损失,已成为该领域亟待解决的重大科学问题。

 

面向下一代超高效率太阳能电池研制的战略需求,在自然科学基金委(卓越研究群体项目 52488201)资助下,由南京航空航天大学的宣益民教授以及瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的Michael Grätzel教授共同领衔的国际研究团队,深度开展了宽带隙钙钛矿太阳能电池的卤素均匀分布与性能优化研究,并在降低光电压损失方面取得了突破性进展。

 

团队针对宽带隙钙钛矿层中普遍存在的组分不稳定和卤化物非均匀分布难题,开展了系列原创研究。团队创新性地提出了“应变诱导嵌入”策略,通过协同引人铷离子(Rb)和氯离子(CT),巧妙利用钙钛矿晶格内部产生的应变,将小尺寸的Rb稳定“锁定”在晶格中(图 3-5-3)。通过X射线衍射、固态核磁共振,以及密度泛函理论计算等系统性研究,团队证实了这一策略不仅有效抑制了有害杂质相的形成,还促进了卤化物离子的均匀分布,同时大幅抑制了光致相分离,使得钙钛矿光致发光量子产率突破14%。基于此策略,团队成功将器件开路电压提升至 1.30V,达到理论极限值的93.5%,创造了同类材料开路电压的世界纪录,并将器件能量转换效率提升至 21.4%,且器件表现出了优异的运行稳定性(图3-5-4)。该研究从根本上揭示了晶格应变在强化钙钛矿组分稳定性和光电转换性能中的关键作用,颠覆了传统依赖离子半径匹配的方法。

 

成果于 2025年4月发表在Science上。该研究为设计高效稳定的宽带隙光电器件提供了全新的理论指导和技术路径,为未来开发高性能钙钛矿/硅基叠层太阳能电池奠定了坚实的科学基础。

 

全频谱无线通信的超宽带集成光电融合芯片

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面向泛在接入与多样化业务需求,下一代无线通信网络亟须动态、实时利用全频谱资源(图 3-6-10)。受限于器件体系分散与频段割裂,传统电子学硬件通常只能在单一或有限频段内工作,难以兼顾跨频段覆盖、低噪声频率合成以及小型化/低功耗集成等要求。因此,亟须发展通用型硬件解决方案,实现全频段无线信号的兼容处理与可重构收发。

 

在自然科学基金委[重点项目62235002、青年科学基金项目(B类)62322501、青年学生基础研究项目 623B2004]等资助下,北京大学王兴军教授、舒浩文研究员和香港城市大学王骋教授团队在下一代无线通信与光电融合领域取得进展。针对轻量化、跨频段、低噪声的无线收发需求,团队提出了“通用型光电融合无线收发引擎”的概念,并基于薄膜铌酸锂光子材料平台成功研制出超宽带光电融合集成芯片(图3-6-11),创纪录地实现了超过 110GHz覆盖范围的自适应可重构高速无线通信。该芯片在11.0mmx1.7mm的微小功能区域内,集成了宽带无线-光信号转换,可调谐低噪声载波、本振源产生,以及数字基带调制等完整无线信号处理功能,实现了系统级的高度集成。相较传统基于倍频器的电子学方案,该片上光电振荡器系统首次实现了跨越近8个倍频程的低噪声信号调谐性能,并支持0.5GHz~ 115GHz中心频率的实时、灵活、快速重构,峰值通信速率可达 100Gbps。该技术具备完全自主知识产权,为全频谱无线通信提供了一体化、可工程化的颠性实现路径。

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成果以“Ultrabroadband on-chip photonics for full-spectrum wireless communications”为题于2025年8月27日发表在Nature上。同期,Nature主编以研究简报(researchbriefing)的形式对该工作进行了题为“A photonic chip enables ultrabroadband wireless communication”的专题报道,并评价该工作拓展了光通信领域的前沿,在未来无线通信中具有巨大的应用前景。该研究展示了光电融合技术在无线收发系统中实现的宽带覆盖、小型化集成与高灵活重构的综合优势,突破了以往系统在工作带宽、噪声性能与可重构性三大方面的制约瓶颈,成果为下一代无线通信技术提供了一体化变革性解决方案。美国工程院院士、美国光学学会前主席Alan Wilner教授在 Physics morld上长篇报道了该研究成果,并指出该研究在多频段光电融合集成无线通信领域迈出了重要一步。

2026年7月9日 15:26
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