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轻元素量子材料交叉平台

2023-04-26


平台简介:

轻元素量子材料交叉平台,是北京大学为法人单位、北京大学与北京市共建的北京怀柔科学城重点项目,建设内容包括“量子材料设计与预测研究部”、“量子材料精确制备研究部”、“量子物性精准探测与调控研究部”与“量子器件加工与测试研究部”四个研究部门,主要运用“全量子化”的核心思想,围绕“材料设计—精确制备—精准探测—量子器件”一体化、清晰、高效的技术路线,探索基于全量子化效应的轻元素量子材料,实现对全量子化效应的探测和调控,并将其应用到相关器件研发。平台位于怀柔科学城核心区,总投资2.995亿元,建筑面积12200平方米。项目于20209月正式开工目前项目进展顺利,预计202212月底土建竣工验收,2023年初设备进场安装调试,20239月平台试运行

目前平台筹建阶段人员包括理事长王恩哥院士,平台主任江颖,副主任刘开辉和李新征以及北京大学物理学院20余位老师兼职负责平台相关的建设工作。为了顺利实现交叉平台的科研目标、建设目标以及日常运营维护,平台将建设一支以领军人才、高级科学家、博士后和技术研发人员为主体、老中青合理搭配的人才团队,总规模预计为300人。目前,平台已引进科研专职人员4人。

平台建成后,将成为世界上首个以轻元素为核心研究对象的量子材料研究平台,也将成为北京市及周边规模最大、手段最齐全的量子材料研究平台。平台将为国内外企业提供产品/样品检测,制定并推广轻元素量子材料及器件的国际化标准。平台的建成将占领轻元素量子材料的高地,在国际舞台上起到引领作用。同时,平台为北京市及周边科研院所和高校提供公共技术服务,协助高科技产业解决基础问题,带动北京市及周边量子科学研究和技术的发展,并起到示范作用。

重点研究情况:

平台以轻元素材料在信息、能源、生物、环境等领域的应用为牵引,以“全量子化”为核心思想,面向超越经典物理效应的研究及物性调控,开展以下研究:(1)从全量子化角度出发,通过理论计算模拟,设计、预测具有新奇物性的轻元素量子材料;(2)发展原子尺度的精准材料制备方法、材料生长动力学过程的原位监测手段、复杂环境下全量子态的高分辨和高灵敏度探测技术;(3从全量子化的角度研究传统调控技术忽略的量子现象与过程,并对其实现精准调控;(4)开发基于全量子化效应的新型材料与原型器件,探索极端条件下新奇物性等。

平台在界面水、核量子效应、轻元素二维材料与器件等领域做出多项原创性、突破性成果,最近一年,共发表包括NatureScience在内的文章12。最近平台完成了qPlus型高分辨扫描探针显微镜的自主研发,相关专利技术已经成功实现转让(怀柔中科艾科米公司),并完成了首台商业化样机,性能达到国际最好水平,其中AFM振幅噪音和品质因数国际领先;完成了大尺寸单晶铜箔库制备技术开发,并开发出相应的批量生产装备,突破了现有材料制备技术及装备的限制,促进其在电力电子和高频通讯领域的产业化应用进程,相关成果入选了2020年中国重大技术进展“2020年度中国半导体十大研究进展