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极端条件下的凝聚态物理研究
首席科学家 张裕恒教授
学科背景
  极端条件对物理学的研究,特别是对凝聚态物理学的发展起至关重要的作用。极端条件的引入往往会使某一个因素突出,从而使原来很复杂、甚至是混乱的过程变得较为单纯,易于直接了解其物理实质。近年来凝聚态物理中新的现象层出不穷,在极端条件下研究其新现象、新规律就显得尤为重要。国际上著名大学的物理系科,例如美国的哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州理工学院、加州大学伯克莱分校等,无不具备极端条件。在法德联合的格林诺贝强磁场实验室中的研究工作,导致了近十年凝聚态物理最重要的进展之一,量子霍尔效应的发现并获得了诺贝尔奖。
学科现状
  我校凝聚态物理学科多年来从事极端条件下的凝聚态物理学研究,是国内首批已具备比较完善的极端条件,例如强磁场,有国内唯一正常运行的40脉冲磁体,10的超导磁体,国内最低温度可达5m的稀释制冷机;高压实验有3万大气压同步箍紧式活塞圆筒高压腔,15mm、16万大气压低温高压腔,45mm分离的30万大气压及130万大气压压机;强光源有万兆瓦可调谐钕玻璃激光装置及靶场系统,万兆瓦高功率激光装置;在超精细加工方面,同步辐射加速器光刻站可刻蚀出02 μm线宽的细小样品;PM可进行纳米级加工。这些条件为我们完成国家攻关、863计划、攀登计划等项目的研究提供了保证,也为“211工程”建设奠定了良好的基础。
建设目标和内容
  该项目整体目标是成为国内最好的极端条件实验基地之一,达到国际上同类实验室水平,在这个基地上做出高水平的科研成果,使我国极端条件下的凝聚态物理研究在国际上占有一席之地。培养一批能承担国家任务、在基础研究领域能与国际竞争的高水平专门人才。
  该项目建设总经费为1500万元,建设思路和具体作法是学科共建、优势互补、集中力量、突出重点,主要建设完善极端条件实验基地。
  由极端条件下凝聚态物理和化学反应的人工控制两个重点学科共建大型现代化科学研究基地,核心是从42到室温的国际上最先进的扫描电子显微镜(M)和原子力显微镜(AFM),以它为中心建立几条超高真空线:激光CVD、激光、离子束沉积,并具有样品输运装置,可在超高真空下从室温到42进行M或AFM原位观察。
  在现有的低温可达5m的低温测量系统,8超导磁体和40脉冲磁体,可工作在10的激光喇曼谱仪、红外光谱仪,可工作在42的顺磁共振、穆斯堡尔谱仪的基础上,计划新增15超导磁体、振动样品磁强计、高低温X光机、高压氧炉、完善高分辨电镜的高低温台。建成一个制样、分析和测试设备较为完善的低温、强磁场实验室。利用3万大气压同步箍紧式活塞圆筒高压腔,15mm、16万大气压低温高压腔,45mm分离的30万大气压及130万大气压压机,新增高压下材料的光学特性研究系统和高温高压材料制备系统,开展低维发光材料在低温(高温)、高压条件下的光谱和光学性质研究。
 
 
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