北京大學(xué)日前在懷柔科學(xué)城落地的又一重大科研項(xiàng)目——輕元素量子材料交叉平臺(tái)啟動(dòng)運(yùn)行。該平臺(tái)是世界上首個(gè)以輕元素體系為核心研究對(duì)象的量子材料研究平臺(tái)，運(yùn)行后將對(duì)輕元素量子材料進(jìn)行精準(zhǔn)制備、測(cè)量和調(diào)控，探索其在信息、能源、生物、環(huán)境等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
輕元素平臺(tái)負(fù)責(zé)人、北京大學(xué)物理學(xué)院教授江穎介紹，平臺(tái)設(shè)有量子材料設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)、量子材料精確制備、量子物性精準(zhǔn)探測(cè)與調(diào)控、量子器件加工與測(cè)試4個(gè)研究部門，開展從基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、材料制備到器件探索的全鏈條、開放式的前沿交叉研究。“我們將利用輕元素體系獨(dú)特的物理性質(zhì)，實(shí)質(zhì)性推進(jìn)量子材料的落地和應(yīng)用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。”
記者了解到，該平臺(tái)于2020年9月開工，2023年5月竣工，現(xiàn)已完成空間改造和設(shè)備安裝調(diào)試，進(jìn)入初期運(yùn)行階段。在此期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持邊建設(shè)、邊運(yùn)行、邊研究，已產(chǎn)出若干重大科研成果。同時(shí)，江穎教授團(tuán)隊(duì)多年來專注于發(fā)展超高靈敏度和超高分辨率的掃描探針顯微鏡技術(shù)，成功研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的qPlus型掃描探針顯微鏡國產(chǎn)化樣機(jī)。目前，通過校企聯(lián)合攻關(guān)，突破多項(xiàng)技術(shù)瓶頸，已實(shí)現(xiàn)樣機(jī)的國產(chǎn)商業(yè)化。
江穎介紹，基于高靈敏度的qPlus傳感器的掃描探針顯微鏡技術(shù)可探測(cè)到極其微弱的高階靜電力，并首次實(shí)現(xiàn)了水分子中氫原子的直接成像和定位。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，其在空間分辨率和靈敏度等方面的核心參數(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。借助該顯微鏡，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已解決凝聚態(tài)物理和物理化學(xué)領(lǐng)域系列基礎(chǔ)科學(xué)問題，相關(guān)研究成果多次發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》《自然》雜志。
北京大學(xué)日前在懷柔科學(xué)城落地的又一重大科研項(xiàng)目——輕元素量子材料交叉平臺(tái)啟動(dòng)運(yùn)行。該平臺(tái)是世界上首個(gè)以輕元素體系為核心研究對(duì)象的量子材料研究平臺(tái)，運(yùn)行后將對(duì)輕元素量子材料進(jìn)行精準(zhǔn)制備、測(cè)量和調(diào)控，探索其在信息、能源、生物、環(huán)境等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
輕元素平臺(tái)負(fù)責(zé)人、北京大學(xué)物理學(xué)院教授江穎介紹，平臺(tái)設(shè)有量子材料設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)、量子材料精確制備、量子物性精準(zhǔn)探測(cè)與調(diào)控、量子器件加工與測(cè)試4個(gè)研究部門，開展從基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、材料制備到器件探索的全鏈條、開放式的前沿交叉研究。“我們將利用輕元素體系獨(dú)特的物理性質(zhì)，實(shí)質(zhì)性推進(jìn)量子材料的落地和應(yīng)用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革。”
記者了解到，該平臺(tái)于2020年9月開工，2023年5月竣工，現(xiàn)已完成空間改造和設(shè)備安裝調(diào)試，進(jìn)入初期運(yùn)行階段。在此期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持邊建設(shè)、邊運(yùn)行、邊研究，已產(chǎn)出若干重大科研成果。同時(shí)，江穎教授團(tuán)隊(duì)多年來專注于發(fā)展超高靈敏度和超高分辨率的掃描探針顯微鏡技術(shù)，成功研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的qPlus型掃描探針顯微鏡國產(chǎn)化樣機(jī)。目前，通過校企聯(lián)合攻關(guān)，突破多項(xiàng)技術(shù)瓶頸，已實(shí)現(xiàn)樣機(jī)的國產(chǎn)商業(yè)化。
江穎介紹，基于高靈敏度的qPlus傳感器的掃描探針顯微鏡技術(shù)可探測(cè)到極其微弱的高階靜電力，并首次實(shí)現(xiàn)了水分子中氫原子的直接成像和定位。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，其在空間分辨率和靈敏度等方面的核心參數(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。借助該顯微鏡，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已解決凝聚態(tài)物理和物理化學(xué)領(lǐng)域系列基礎(chǔ)科學(xué)問題，相關(guān)研究成果多次發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》《自然》雜志。
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