| 凝聚态物理国家重点学科简介
吉林大学凝聚态物理学科是1981年国家首批博士学位授予点,1985年成为首批物理学博士后科研流动站,1986年被批准成为国家重点学科。1989年建立超硬材料国家重点实验室;1993年建立国家理科基础科学研究和教学人才培养基地;1998年成为首批物理学一级学科博士学位授予权单位。该学科由超硬材料国家重点实验室,物理学院和材料学院的相关人员组成,是“九五”、“十五”教育部“211工程”和“985工程”重点建设学科。本学科现有教授30人(博士生导师24人),副教授15人。邹广田院士为学术带头人。通过多年的发展,本学科的综合实力明显提高,具备了国内一流凝聚态物理研究和教学的条件,形成了自己的研究特色,扩大了本学科在国内外的影响和知名度。 高压物理 学术带头人:邹广田院士、毛河光院士 学术梯队:高春晓教授,崔启良教授,温戈辉副教授、潘跃武副教授、申思乐副教授等 主要研究内容:发展新一代金刚石压砧集成化超高压实验新技术,建立新型金刚石压砧高压、低温、强磁场原位测量系统,在超高压实验方法上做出创新性工作;在超高压对纳米材料的结构与性质影响,压致能级调谐和结相变的发光光谱特征规律,分子晶体压致金属化相变,高压下金属氮化物、硼化物和氮碳硼化合物的结构与性质,高压对低维物质的作用规律等方面取得一些原创性成果;研究高压下生物物质灭活和激活作用与其微观结构的变化关系,探索压力在医药和农作物品种的改良等方面的应用途径。承担了“973”计划项目、国家基础研究计划国际合作重点项目、国家自然科学基金重点、重大和面上项目、教育部重点项目和博士点基金等20余项,在 Phys.Rev.B, Appl. Phys. Lett., Carbon等重要SCI杂志上发表文章80余篇。获国家发明专利3项。培养研究生40余名,目前在读研究生近50名。 极端条件下凝聚态理论与计算机模拟、材料设计 学术带头人:崔田教授 学术梯队:马琰铭教授,何志教授,刘洪武教授等 主要研究内容:主要研究典型分子体系中压力引发的结构相变、分子解离并进一步导致金属化单原子晶体出现的过程;超高压下可能的新奇宏观性质,如量子流体、超离子状态等;典型金属、轻元素超硬多功能材料中的缺陷、外来杂质以及缺陷复合体的行为、局域微观结构及其对材料宏观力学、光学以及电学性能的影响。高压下缺陷的形成与运动的微观规律;超高压下典型物质中的奇异熔化现象,探索微观结构与熔化现象之间的内在联系,总结较为普遍的高压熔化新规律;轻元素体系的新型多功能材料的理论设计。研究不同组分、温度及压力条件下的轻元素体系的多维相图,各个高压相的电子结构及其力学、电学及光学性质等内容。承担了“973”计划项目(首席科学家)、国家自然科学基金项目、教育部新世纪优秀人才项目、教育部博士点基金等10余项,在Adv. Mater., Phys.Rev.B, Appl. Phys. Lett., J. Chem. Phys.,Carbon等重要SCI杂志上发表文章60余篇。已在该方向培养研究生10余名,目前在读研究生近20名。 高温高压下超硬多功能材料的合成与应用 学术带头人:贾晓鹏教授、张铁臣教授 学术梯队:陈立学教授、朱品文副教授等 主要研究内容:进行高温高压下大颗粒宝石级金刚石单晶,高品质工业级金刚石,优质大颗粒琥珀色立方氮化硼单晶的合成、生长机制与性质的研究。高品质工业级金刚石达到国际同类产品水平,大颗粒宝石级金刚石单晶和立方氮化硼单晶达到国际先进水平,在科研成果产业化推广方面取得重要突破。在高温高压下金属氮化物、硼化物、硼碳氮化合物、新型热电材料和信息材料的合成研究方面取得重要进展,主要成果达到国际先进水平。承担了多项国家自然科学基金项目、教育部博士点基金以及吉林省科委重点项目,在SCI杂志上发表文章30余篇。获国家发明专利1项。培养研究生20余名,目前在读研究生近20名。 高压高温极端条件下稀土固体物理学的研究 学术带头人:苏文辉教授、许大鹏教授 学术梯队:刘晓梅教授、姚斌教授、贺天民教授、张呈祥教授、吕天全教授、郑已松教授、纪媛副教授等 主要研究内容:主要进行高压高温极端条件下的稀土固体物理学研究,以新型稀土过渡族氧化物和若干其它材料的高压合成与压力作用规律为突破口,研究在高压极端条件下原子间的反应、化合、压致还原作用、变价机制的微观机制和规律性;同时加强与其他学科的交叉和融合。其中“稀土过渡族氧化物和若干其他材料的高压合成与压力作用规律的研究”项目于2002年获教育部提名国家科学技术奖自然科学奖(原中国高等学校自然科学奖)一等奖。承担各级各类科研项目 15项,获科研经费143万元。其中国家自然科学基金面上项目5项。“十五”以来,本方向培养毕业硕士研究生47人,在读60人;培养毕业博士研究生8人,在读23人;本科毕业生100人;朝鲜访问学者1人。 功能纳米材料可控制备与性质调控 学术带头人:杨海滨教授,刘冰冰教授 学术梯队:池元斌教授,张明喆副教授等 主要研究内容:在现有研究基础上,扩展研究体系,深入系统地研究准一维纳米材料、纳米核-壳复合结构、纳米结构有序阵列等纳米体系,研究这些纳米体系的微结构组织(包括尺寸、形态、维度及有序结构)的可控生长,揭示其电学、光学、磁学等物理特性与微结构组织的关联性;利用高压极端条件,研究其结构和物理特性的变化。探讨这些纳米体系向光电信息、空气和水污染治理、能源贮存与释放等领域的应用转化。这些研究将深入认识纳米尺度下的材料的结构与性质的稳定性和变化规律,有助于发现材料在纳米尺度下新奇的结构和物理效应,揭示新的物理规律,建立与下一代器件间的联系;同时为创造新型纳米材料及其在介观领域的应用提供科学依据和理论指导。承担了“973“计划项目、国家自然科学基金项目、教育部跨世纪优秀人才培养计划项目、教育部博士点基金以及吉林省科技发展计划项目等10余项,在Advanced Materials, Phys.Rev.B, Nanotechnology, Appl. Phys. Lett., Carbon等重要SCI杂志上发表文章60余篇。已在该方向培养研究生10余名,目前在读研究生近40名。 超硬与功能薄膜材料 学术带头人:李红东教授、郑伟涛教授 学术梯队:赵永年教授,于文学教授、赵竹弟教授、姜志刚副教授,王佳宇副教授,孟繁玲副教授,王欣副教授、刘艳华副教授等 主要研究内容:提高金刚石膜制备速率,高质量金刚石膜、MCM基板和热沉、SOD芯片材料研究达到国内领先,主要成果达到国际先进水平。建立新的制备立方氮化硼薄膜的设备和方法,进行立方氮化硼薄膜场发射器件等应用研究。在金刚石膜掺杂超导、纳米金刚石薄膜、碳纳米管膜、金刚石膜电化学电极、金刚石薄膜场发射等研究方面取得了重要进展。在氧化锌等宽禁带半导体薄膜的制备和激光器设计,氮化物、氧化物超硬半导体薄膜材料研究领域取得重要突破。以过渡金属氮化物超硬纳米多层膜和以BN、SiN、C,CN等为基体的纳米颗粒增强超硬复合材料以及新型超硬材料CN、纳米金刚石、类金刚石、碳纳米管等为研究对象,重点研究其制备工艺参数的优化,结构与硬度等性质的表征,硬度增强的微观物理机制等,最终获得可实际应用的超硬耐磨薄膜材料。承担国家“863”新材料领域的项目5项、教育部军工配套项目2项。在Advanced Materials、Applied Physics Letters等SCI杂志上发表论文60余篇,获国家发明专利12项。“CN薄膜的磁控溅射生长、表征与应用”2002年获吉林省科技进步二等奖。已培养研究生20余名,目前在读研究生近20名。
化合物磁性与永磁材料 学术带头人:金汉民教授 学术梯队:闫羽教授、王文全教授、杜晓波副教授、王学凤副教授等 主要研究内容:以微磁学有限元方法为工具,研究了纳米晶稀土永磁的永磁性,发现了计算退磁曲线的各向异性效应和晶粒数效应;合成并研究了包括钴基3:29在内的不同系列稀土过渡族化合物的磁及相应磁体的永磁性。
“十五”期间承担省部级以上科研项目55项,获科研经费4652余万元。其中国家重大基础研究“973计划”项目1项(首席科学家)、国家重大基础研究计划国际合作重点项目(973计划)1项,国家科技部“863”项目3项,国家自然科学基金重大、重点项目2项,国家杰出青年基金项目1项、国家自然科学基金面上项目30余项。其中:“稀土过渡族氧化物和若干其他材料的高压合成与压力作用规律的研究”项目于2002年获教育部提名国家科学技术奖自然科学奖(原中国高等学校自然科学奖)一等奖。“CN薄膜的磁控溅射生长、表征与应用”2002年获吉林省科技进步二等奖。“十五”期间,发表被SCI检索论文283篇,EI检索论文98篇,获授权国家发明专利17项。其他核心期刊100余篇。有3项科研成果进行了技术转让。
“十五”期间,本学科新增中国科学院院士1人,国家重点基础研究发展计划项目(973计划)首席科学家1人、获教育部长江学者特聘教授2人、教育部优秀跨世纪人才1人、教育部新世纪人才2人、杰出青年基金1人、国家新世纪百千万人才工程国家级人选1人,教育部高校青年教师奖1人。有17位副教授晋升为教授,新增13位博士生导师。教师队伍中有44人具有博士学位。学术梯队的整体实力进一步增强,年龄和知识结构更加合理。
“十五”以来,本学科培养毕业硕士研究生140人,在读219人,培养毕业博士研究生53人,在读86人。有1名博士研究生获得国际高压科学与技术协会颁发的学生最高荣誉奖-Jamieson奖,多名研究生获求实等讲学金。毕业研究生中许多人已成为我国凝聚态物理研究领域的杰出青年学者,如崔田教授成为国家重点基础研究发展计划项目(973计划)首席科学家,刘冰冰教授、马琰铭教授获教育部优秀跨世纪人才,郑伟涛获国家杰出青年基金。本学科还积极聘请国外知名教授为研究生开展基础课程外语授课,招收联合培养博士生。国际著名高压物理学家毛河光院士从2006年起开始在我校招收联合培养凝聚态物理专业博士研究生。
“十五”期间,本学科一直保持与美国高压研究中心、华盛顿-卡内基研究院、Brookhaver和APS同步辐射高压站,日本Spring8同步辐射高压站、东京大学等20多个国际著名研究机构和大学的长期稳定的合作关系,开展了广泛的学术交流与合作研究。主办了第十八届国际高压科学与技术国际会议,主办和协办国内学术会议2次,应邀在国际会议上作特邀报告10余次,应邀在全国会议上作邀请报告有30多人次。共派出30多人次出国进修或开展短期合作研究,接待了50多人次的国际知名专家学者讲学,聘请多名国际著名专家学者任名誉或客座教授。
经过“十一五”的建设,本学科参与本领域国际发展前沿和开展重大创造性科学研究工作的能力、承担国家重大科研攻关任务和重大科研项目的能力和条件将有极大提高;形成自主研究与开发新型超硬材料及其它新型功能材料的能力和指导科研成果的应用及产业化的能力,为国民经济建设做出重要贡献。凝练学科方向,增强与其他学科的交叉和融合,带动相关学科共同实现跨越式发展。在主要研究方向上达到国际先进水平,在一些研究点上达到国际领先水平。同时,培养一批理论基础雄厚、独立工作能力强的与国际水平相当的博士研究生,造就一些具有创新意识、有实力参与本学科国际学术竞争的优秀中青年学术带头人和学术骨干,形成具有一定规模和更高学术水平的创新团队。争取在“十一五”末期把本学科建设成在国际上有影响的、国内一流的科学研究中心和高层次人才培养基地。实现国家“十一五”科技规划中建立“国家高压科学研究中心”的奋斗目标。 |
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