1、自旋量子材料的原子制造与存算一体器件研究：以新一代自旋量子材料为核心，结合原子制造、高通量、自动化和人工智能（AI）辅助制造等方式，发展以新材料、新效应和新功能为主要突破口的下一代自旋电子器件与芯片。
2、二维半导体、光电和导电材料的制备及其应用：开发晶圆级二维半导体和导电材料的高质量制造方法，发展新一代低功耗二维半导体逻辑、光电传感、存储器件和集成电路制造工艺。
3、硅基和氧化物半导体材料的光电器件和异质集成技术：面向硅基光电异质集成技术中的关键技术难题，聚焦硅基高质量III-V族和氧化物半导体等材料，发展光电传感、存储、逻辑、通讯器件和芯片集成技术。
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