中科院国家自然科学基金报告进展
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4、继续制备具有磁特性的氧化物异质结，并进行结构和磁性能的测量分析。 5、建立半经典理论模型，研究钙钛矿氧化物在电场下电子输运特性。 6、申请发明专利 2～3 项；发表 SCI 收录的学术论文 4～6 篇。
4．实验室改装费 5．协作费
二．国际合作与交流费
0.0000
0.0000
1．项目组成员出国合Βιβλιοθήκη Baidu交流
说
明
2．境外专家来华合作交流
三．劳务费 四．管理费 五．机动经费
0.0000
0.0000
1．研究经费*
2．国际合作与交流费*
3．学术会议费*
4．其他
合计
0.0000
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已拨入经费结余
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国家自然科学基金资助项目进展报告
第1页
国家自然科学基金资助项目进展报告
经费执行情况报表
（金额单位：万元）
填报说明： 1．重大项目每年度填报本表，重点项目在将要进行中期检查的年度填报本表，所有支出填报累计值； 2．“机动经费”只由重大项目的项目负责人填写，重点项目不填写。
已拨入经费（总额）
科
目
预算经费 经费支出
一．研究经费
0.0000
2、尽管已把 SrTiO3、BaTiO3 和 LaxSr1-xMnO3 等氧化物材料外延生长在 Si 衬底上， 但在工艺的重复性等方面还存在不少问题，继续开展此方面的探索工作，重点放在如 何减少界面反应层和提高界面的完整性方面。
3、在首次观测到钙钛氧化物薄膜和异质结超快光电效应的基础上，用不同波长、 不同脉宽、不同能量和功率密度等的不同光源，从实验上研究该光电效应的物理特性， 从理论上研究其光电效应的机理。
经中国科学院文献情报中心科技查新证明：我们在镧锰氧化物薄膜和相关的 p-n 结上观测到 10-10 秒超快光电效应均属首次。该工作的意义是从实验上证明了，在复杂 结构的钙钛矿氧化物材料和异质结中，其光电效应也可以达到 10－10 秒的超快过程。
4、优质的材料是进行物性研究的基础，有特点的设备和工艺是获得优质材料的 保证。我们研制成功的我国 II 激光分子束外延设备，于 2004 年 12 月 13 日通过由中 国科学院综合计划局和基础科学局主持的专家鉴定验收会，鉴定会认为：“中科院物理 研究所自行设计研制成功的 II 型激光分子束外延设备，从结构的合理性和使用的实用 性出发，在集中了 I 型设备和国内外已有技术的基础上，充分发挥了自己拥有的专利 和技术特长，使 II 型激光分子束外延设备成为具有自主知识产权和技术特点的、目前 世界上先进的激光分子束外延设备，其整体性能和指标具有国际先进水平。发明的活 化气体装置具有国内外创新性。在氧化物薄膜层状外延生长过程中，能观测到上千周 期的 RHEED 强度振荡，这一关键技术达到目前国际最高水平。”II 型激光分子束外延 设备的研制成功，必然促进本项目研究工作的顺利进行。
3、在掺杂镧锰氧化物薄膜和相关的 p-n 结上观测到超快光电效应。当波长 1064 nm、脉宽 25 ps 的脉冲激光照射到掺杂镧锰氧化物薄膜和相关的 p-n 结时，在镧锰氧 化物薄膜上，观测到上升时间 310 ps、半高宽 830 ps 的开路光生伏特电压脉冲，其 半高宽比相关文献报道～2µs（P. X. Zhang, W. K. Lee, G. Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 81, 2002，P4026）小 4 个数量级；在镧锰氧化物相关的 p-n 结上，观测到上升 时间 210 ps、半高宽 650 ps 的开路光生伏特电压脉冲，其半高宽比相关文献报道～ 8ms（J. R. Sun, C. M. Xiong, B. G. Shen, P. Y. Wang, Y. X. Weng, Aapl. Phys. Lett. 84, 2004, P2611）小 7 个数量级。
六. 《经费执行情况报表》由重大项目的课题和重点项目填报，重大项目每年度填报随进展 报告一同报送，重点项目在进行中期检查的年度填报。其他项目无需填报《经费执行情 况报表》，只需在《进展报告》中对经费使用情况和下一年度经费安排做出必要的说明。
注：国家自然科学基金强调科学道德和良好的学风，反对弄虚作假和浮躁作风，要求工作认 真、填报材料实事求是。部分探索性研究内容，虽经过努力，也可能没获得理想结果或 甚至失败，特别是面上项目。如有这种情况，也请在报告中实事求是地反映出来，说明 工作状况和发展态势，供国家自然科学基金委员会和专家参考。
5、人才培养：在站博士后 1 人，在读博士研究生 6 人。
三、2005 年度工作计划：
第5页
国家自然科学基金资助项目进展报告
结合本课题的研究计划和 2004 年工作的基础和特点，准备在 2005 年重点开展以 下几项工作：
1、继续进行相关薄膜和异质结的激光分子束外延工艺探索，制备高质量的钙钛 矿氧化物薄膜和异质结。
报告正文撰写提纲
1. 年度计划要点和调整情况。简要说明是否按计划进行, 哪些研究内容根据国内 外研究发展状况及项目进展情况做了必要的调整和变动，哪些研究内容未按计划进 行，原因何在。 2. 研究工作主要进展和阶段性成果。(本部分是进展报告的重要部分,请认真撰 写)。请分层次叙述所开展的研究工作、取得的进展或碰到的问题等，给出必要的数 据、图表。根据实际情况提供国内外有关研究动态的对比分析及必要的参考文献。本 部分亦包括国内外合作与学术交流、研究生培养情况等。 3. 下一年度工作计划，包括国内外合作与交流计划。如要求对原研究内容和主要 成员作重要调整，需明确要求调整的内容，并说明理由、必要性以及对项目实施的影 响。（注：为保证基金项目顺利进行，研究人员要求稳定，一般不作变更。如确需变 更，须按基金项目管理办法规定的要求提出申请，经自然科学基金委归口管理部门核 准后方可变更。） 4. 当年经费使用情况与下一年度经费预算。给出必要的经费使用情况的说明，逐 项列出固定资产超过 5 万元的设备的名称、使用情况等有关说明。 5. 存在的问题、建议及其他需要说明的情况。说明项目执行中的问题和建议。对 部分探索性强的研究，有可能未获得理想结果或甚至失败，请如实地反映，说明原因、 工作状况、发展态势和建议等，供基金委管理人员或同行专家参考。 6. 附件：给出标注基金资助的已发表和已有录用通知的论文目录、其他成果清单 和必要的证明材料复印件等。发表论文按常规文献引用方式列出。
第4页
国家自然科学基金资助项目进展报告
of a few Oe, at near ambient temperature”。我们还在多层 LSMO/SNTO p-n 结构 上观测的 517％的正磁电阻变化率。
2、开展了在 Si 衬底上外延生长钙钛矿氧化物薄膜的探索工作，在外延生长过程 中，能观测到很好的 RHEED 强度振荡和 RHEED 衍射条纹，XRD 衍射等结果也表明，我 们已在 Si 衬底上外延生长出 SrTiO3、BaTiO3 和 LaxSr1-xMnO3 等钙钛矿氧化物薄膜。
二、本年度研究工作的主要进展和阶段性成果：
1、在掺杂镧锰氧和掺杂钛酸锶全氧化物 p-n 结构上观测到电流和电压的磁调制 现象与正磁电阻效应，经中国科学院文献情报中心科技查新证明：我们在全氧化物 p-n 结和多层 p-n 结构上观测到电流和电压的磁调制现象与正磁电阻效应均属首次。
掺杂镧锰氧化物具有负磁电阻特性，而且在室温附近磁电阻的变化率都不大。掺 铌钛酸锶没有磁电阻特性，我们把 p 型掺杂镧锰氧 La1-xSrxMnO3 (LSMO)和 n 型掺杂的钛 酸锶 SrNbxTi1-xO3(LSMO)用激光分子束外延叠层制备出 p-n 结构，在 LSMO/SNTO p-n 结 上观测到与掺杂镧锰氧化物非常反常的正磁电阻特性。LAMO/SNTO p-n 结不仅在较高 温度范围（100～300 K）呈正磁电阻特性，而且在室温附近条件下，其磁电阻变化率 可以大于 20％。我们定义 p-n 结磁电阻的变化率为：8R/R0，其中：8R＝RH-R0, R0 是外 磁场为 0 时 p-n 结的电阻，RH 是外磁场强度为 H 时 p-n 结的电阻。当外磁场分别为 5 Oe、 100 Oe 和 1000 Oe 时，在 290 K 条件下，p-n 结磁电阻的变化率达到 10.6%、23.2%和 26.0%；在 255 K 条件下，p-n 结磁电阻的变化率达到 53.0%、80.0%和 94.1%。在 290 K 和 255 K 时，磁电阻的最大灵敏度，分别达到 85Ω/Oe 和 246Ω/Oe。据我们所知，这 是文献报道磁电阻灵敏度的最大值。Appl. Phys. Lett.审稿人在审稿意见中写道： “The authors have principle achieved a milestone for useful devices using such structures, that would need to respond to changes in magnetic filed of the order
关于填报《国家自然科学基金资助项目进展报告》的说明
2004PT
一. 项目负责人每年须填报《国家自然科学基金资助项目进展报告》（简称《进展报告》），以 此作为自然科学基金资助项目跟踪、管理的主要依据。
二. 项目负责人应认真阅读自然科学基金项目管理和财务管理有关规定、办法（查阅 http://www.nsfc.gov.cn）, 在年度工作的基础上，实事求是地撰写《进展报告》。
联 系 人： 陈熙基
电话： 010-82649363
资助金额： 150.0000(万元) 累计拨款： 60.0000 (万元)
执行年限： 2004.01-2007.12
39568
0
填表日期：2004 年 12 月 28 日
国家自然科学基金委员会制（2004 年 11 月）
国家自然科学基金资助项目进展报告
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国家自然科学基金资助项目进展报告
报告正文
一、年度计划要点和调整情况：
本年度计划要点为： 1、重点探索 p 型铁电特性材料、n 型磁电阻材料和光透明的导电材料。 2、分析薄膜的生长机理、结构特性和物理特性，对薄膜材料进行筛选。 3、试制不同结构的异质结，重点从工艺上探索获得良好异质结构的工艺条件。 4、用 Monte Carlo 方法模拟薄膜生长的结构演变，研究外延机理。 5、制备出 1～2 种新型薄膜材料；制备出具有较好特性异质结 2～3 种；发表 SCI 收录的学术论文 3～5 篇。申请专利 1～2 项。 基本按照原计划进行，结合本研究组和研究工作的特点，并开展了原计划 2006 年进行的在 Si 上外延生长钙钛矿氧化物材料的探索工作。
0.0000
1．科研业务费
0.0000
0.0000
（1）测试/计算/分析费 （2）能源/动力费
（3）会议费/差旅费 （4）出版物/文献/信息传播事务费 （5）其它 2．实验材料费 （1）原材料/试剂/药品购置费
0.0000
0.0000
（2）其它 3．仪器设备费
0.0000
0.0000
（1）购置 （2）试制
项目批准号 申请代码 归口管理部门 收件日期
10334070 A0402
国家自然科学基金
资助项目进展报告
资助类别： 重点项目 亚类说明： 附注说明：
项目名称： 磁、铁电、超导异质结构的物理研究
负 责 人： 吕惠宾
电话： 010-82649350
电子邮件 ： hblu@aphy.iphy.ac.cn
依托单位： 中国科学院物理研究所
三. 项目依托单位认真审核, 于每年 1 月 15 日前将本单位受资助项目的《进展报告》统一报 送国家自然科学基金委员会归口管理部门。
四. 《进展报告》由报告正文和附件两部分组成, 报告正文请参照 “《进展报告》报告正文 撰写提纲”撰写，并可根据需要增设栏目，要求层次分明, 内容准确。项目执行过程中 的进展或研究成果、计划调整情况等，须在报告中如实反映。
五. 国家自然科学基金委员会归口管理部门负责审核项目年度《进展报告》、跟踪项目进展与 研究成果、核准项目负责人的次年度研究计划和调整要求，确定项目继续资助的情况。 对不按要求填报《进展报告》，或项目执行不力，或内容、人员等调整不当而影响项目顺 利进展的，视其情节轻重要求负责人和依托单位及时纠正，或给予缓拨资助经费、中止 或撤消项目等处理。
4．实验室改装费 5．协作费
二．国际合作与交流费
0.0000
0.0000
1．项目组成员出国合Βιβλιοθήκη Baidu交流
说
明
2．境外专家来华合作交流
三．劳务费 四．管理费 五．机动经费
0.0000
0.0000
1．研究经费*
2．国际合作与交流费*
3．学术会议费*
4．其他
合计
0.0000
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已拨入经费结余
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国家自然科学基金资助项目进展报告
第1页
国家自然科学基金资助项目进展报告
经费执行情况报表
（金额单位：万元）
填报说明： 1．重大项目每年度填报本表，重点项目在将要进行中期检查的年度填报本表，所有支出填报累计值； 2．“机动经费”只由重大项目的项目负责人填写，重点项目不填写。
已拨入经费（总额）
科
目
预算经费 经费支出
一．研究经费
0.0000
2、尽管已把 SrTiO3、BaTiO3 和 LaxSr1-xMnO3 等氧化物材料外延生长在 Si 衬底上， 但在工艺的重复性等方面还存在不少问题，继续开展此方面的探索工作，重点放在如 何减少界面反应层和提高界面的完整性方面。
3、在首次观测到钙钛氧化物薄膜和异质结超快光电效应的基础上，用不同波长、 不同脉宽、不同能量和功率密度等的不同光源，从实验上研究该光电效应的物理特性， 从理论上研究其光电效应的机理。
经中国科学院文献情报中心科技查新证明：我们在镧锰氧化物薄膜和相关的 p-n 结上观测到 10-10 秒超快光电效应均属首次。该工作的意义是从实验上证明了，在复杂 结构的钙钛矿氧化物材料和异质结中，其光电效应也可以达到 10－10 秒的超快过程。
4、优质的材料是进行物性研究的基础，有特点的设备和工艺是获得优质材料的 保证。我们研制成功的我国 II 激光分子束外延设备，于 2004 年 12 月 13 日通过由中 国科学院综合计划局和基础科学局主持的专家鉴定验收会，鉴定会认为：“中科院物理 研究所自行设计研制成功的 II 型激光分子束外延设备，从结构的合理性和使用的实用 性出发，在集中了 I 型设备和国内外已有技术的基础上，充分发挥了自己拥有的专利 和技术特长，使 II 型激光分子束外延设备成为具有自主知识产权和技术特点的、目前 世界上先进的激光分子束外延设备，其整体性能和指标具有国际先进水平。发明的活 化气体装置具有国内外创新性。在氧化物薄膜层状外延生长过程中，能观测到上千周 期的 RHEED 强度振荡，这一关键技术达到目前国际最高水平。”II 型激光分子束外延 设备的研制成功，必然促进本项目研究工作的顺利进行。
3、在掺杂镧锰氧化物薄膜和相关的 p-n 结上观测到超快光电效应。当波长 1064 nm、脉宽 25 ps 的脉冲激光照射到掺杂镧锰氧化物薄膜和相关的 p-n 结时，在镧锰氧 化物薄膜上，观测到上升时间 310 ps、半高宽 830 ps 的开路光生伏特电压脉冲，其 半高宽比相关文献报道～2µs（P. X. Zhang, W. K. Lee, G. Y. Zhang, Appl. Phys. Lett. 81, 2002，P4026）小 4 个数量级；在镧锰氧化物相关的 p-n 结上，观测到上升 时间 210 ps、半高宽 650 ps 的开路光生伏特电压脉冲，其半高宽比相关文献报道～ 8ms（J. R. Sun, C. M. Xiong, B. G. Shen, P. Y. Wang, Y. X. Weng, Aapl. Phys. Lett. 84, 2004, P2611）小 7 个数量级。
六. 《经费执行情况报表》由重大项目的课题和重点项目填报，重大项目每年度填报随进展 报告一同报送，重点项目在进行中期检查的年度填报。其他项目无需填报《经费执行情 况报表》，只需在《进展报告》中对经费使用情况和下一年度经费安排做出必要的说明。
注：国家自然科学基金强调科学道德和良好的学风，反对弄虚作假和浮躁作风，要求工作认 真、填报材料实事求是。部分探索性研究内容，虽经过努力，也可能没获得理想结果或 甚至失败，特别是面上项目。如有这种情况，也请在报告中实事求是地反映出来，说明 工作状况和发展态势，供国家自然科学基金委员会和专家参考。
5、人才培养：在站博士后 1 人，在读博士研究生 6 人。
三、2005 年度工作计划：
第5页
国家自然科学基金资助项目进展报告
结合本课题的研究计划和 2004 年工作的基础和特点，准备在 2005 年重点开展以 下几项工作：
1、继续进行相关薄膜和异质结的激光分子束外延工艺探索，制备高质量的钙钛 矿氧化物薄膜和异质结。
报告正文撰写提纲
1. 年度计划要点和调整情况。简要说明是否按计划进行, 哪些研究内容根据国内 外研究发展状况及项目进展情况做了必要的调整和变动，哪些研究内容未按计划进 行，原因何在。 2. 研究工作主要进展和阶段性成果。(本部分是进展报告的重要部分,请认真撰 写)。请分层次叙述所开展的研究工作、取得的进展或碰到的问题等，给出必要的数 据、图表。根据实际情况提供国内外有关研究动态的对比分析及必要的参考文献。本 部分亦包括国内外合作与学术交流、研究生培养情况等。 3. 下一年度工作计划，包括国内外合作与交流计划。如要求对原研究内容和主要 成员作重要调整，需明确要求调整的内容，并说明理由、必要性以及对项目实施的影 响。（注：为保证基金项目顺利进行，研究人员要求稳定，一般不作变更。如确需变 更，须按基金项目管理办法规定的要求提出申请，经自然科学基金委归口管理部门核 准后方可变更。） 4. 当年经费使用情况与下一年度经费预算。给出必要的经费使用情况的说明，逐 项列出固定资产超过 5 万元的设备的名称、使用情况等有关说明。 5. 存在的问题、建议及其他需要说明的情况。说明项目执行中的问题和建议。对 部分探索性强的研究，有可能未获得理想结果或甚至失败，请如实地反映，说明原因、 工作状况、发展态势和建议等，供基金委管理人员或同行专家参考。 6. 附件：给出标注基金资助的已发表和已有录用通知的论文目录、其他成果清单 和必要的证明材料复印件等。发表论文按常规文献引用方式列出。
第4页
国家自然科学基金资助项目进展报告
of a few Oe, at near ambient temperature”。我们还在多层 LSMO/SNTO p-n 结构 上观测的 517％的正磁电阻变化率。
2、开展了在 Si 衬底上外延生长钙钛矿氧化物薄膜的探索工作，在外延生长过程 中，能观测到很好的 RHEED 强度振荡和 RHEED 衍射条纹，XRD 衍射等结果也表明，我 们已在 Si 衬底上外延生长出 SrTiO3、BaTiO3 和 LaxSr1-xMnO3 等钙钛矿氧化物薄膜。
二、本年度研究工作的主要进展和阶段性成果：
1、在掺杂镧锰氧和掺杂钛酸锶全氧化物 p-n 结构上观测到电流和电压的磁调制 现象与正磁电阻效应，经中国科学院文献情报中心科技查新证明：我们在全氧化物 p-n 结和多层 p-n 结构上观测到电流和电压的磁调制现象与正磁电阻效应均属首次。
掺杂镧锰氧化物具有负磁电阻特性，而且在室温附近磁电阻的变化率都不大。掺 铌钛酸锶没有磁电阻特性，我们把 p 型掺杂镧锰氧 La1-xSrxMnO3 (LSMO)和 n 型掺杂的钛 酸锶 SrNbxTi1-xO3(LSMO)用激光分子束外延叠层制备出 p-n 结构，在 LSMO/SNTO p-n 结 上观测到与掺杂镧锰氧化物非常反常的正磁电阻特性。LAMO/SNTO p-n 结不仅在较高 温度范围（100～300 K）呈正磁电阻特性，而且在室温附近条件下，其磁电阻变化率 可以大于 20％。我们定义 p-n 结磁电阻的变化率为：8R/R0，其中：8R＝RH-R0, R0 是外 磁场为 0 时 p-n 结的电阻，RH 是外磁场强度为 H 时 p-n 结的电阻。当外磁场分别为 5 Oe、 100 Oe 和 1000 Oe 时，在 290 K 条件下，p-n 结磁电阻的变化率达到 10.6%、23.2%和 26.0%；在 255 K 条件下，p-n 结磁电阻的变化率达到 53.0%、80.0%和 94.1%。在 290 K 和 255 K 时，磁电阻的最大灵敏度，分别达到 85Ω/Oe 和 246Ω/Oe。据我们所知，这 是文献报道磁电阻灵敏度的最大值。Appl. Phys. Lett.审稿人在审稿意见中写道： “The authors have principle achieved a milestone for useful devices using such structures, that would need to respond to changes in magnetic filed of the order
关于填报《国家自然科学基金资助项目进展报告》的说明
2004PT
一. 项目负责人每年须填报《国家自然科学基金资助项目进展报告》（简称《进展报告》），以 此作为自然科学基金资助项目跟踪、管理的主要依据。
二. 项目负责人应认真阅读自然科学基金项目管理和财务管理有关规定、办法（查阅 http://www.nsfc.gov.cn）, 在年度工作的基础上，实事求是地撰写《进展报告》。
联 系 人： 陈熙基
电话： 010-82649363
资助金额： 150.0000(万元) 累计拨款： 60.0000 (万元)
执行年限： 2004.01-2007.12
39568
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填表日期：2004 年 12 月 28 日
国家自然科学基金委员会制（2004 年 11 月）
国家自然科学基金资助项目进展报告
第3页
国家自然科学基金资助项目进展报告
报告正文
一、年度计划要点和调整情况：
本年度计划要点为： 1、重点探索 p 型铁电特性材料、n 型磁电阻材料和光透明的导电材料。 2、分析薄膜的生长机理、结构特性和物理特性，对薄膜材料进行筛选。 3、试制不同结构的异质结，重点从工艺上探索获得良好异质结构的工艺条件。 4、用 Monte Carlo 方法模拟薄膜生长的结构演变，研究外延机理。 5、制备出 1～2 种新型薄膜材料；制备出具有较好特性异质结 2～3 种；发表 SCI 收录的学术论文 3～5 篇。申请专利 1～2 项。 基本按照原计划进行，结合本研究组和研究工作的特点，并开展了原计划 2006 年进行的在 Si 上外延生长钙钛矿氧化物材料的探索工作。
0.0000
1．科研业务费
0.0000
0.0000
（1）测试/计算/分析费 （2）能源/动力费
（3）会议费/差旅费 （4）出版物/文献/信息传播事务费 （5）其它 2．实验材料费 （1）原材料/试剂/药品购置费
0.0000
0.0000
（2）其它 3．仪器设备费
0.0000
0.0000
（1）购置 （2）试制
项目批准号 申请代码 归口管理部门 收件日期
10334070 A0402
国家自然科学基金
资助项目进展报告
资助类别： 重点项目 亚类说明： 附注说明：
项目名称： 磁、铁电、超导异质结构的物理研究
负 责 人： 吕惠宾
电话： 010-82649350
电子邮件 ： hblu@aphy.iphy.ac.cn
依托单位： 中国科学院物理研究所
三. 项目依托单位认真审核, 于每年 1 月 15 日前将本单位受资助项目的《进展报告》统一报 送国家自然科学基金委员会归口管理部门。
四. 《进展报告》由报告正文和附件两部分组成, 报告正文请参照 “《进展报告》报告正文 撰写提纲”撰写，并可根据需要增设栏目，要求层次分明, 内容准确。项目执行过程中 的进展或研究成果、计划调整情况等，须在报告中如实反映。
五. 国家自然科学基金委员会归口管理部门负责审核项目年度《进展报告》、跟踪项目进展与 研究成果、核准项目负责人的次年度研究计划和调整要求，确定项目继续资助的情况。 对不按要求填报《进展报告》，或项目执行不力，或内容、人员等调整不当而影响项目顺 利进展的，视其情节轻重要求负责人和依托单位及时纠正，或给予缓拨资助经费、中止 或撤消项目等处理。