中國科學院固體物理所

中國科學院固體物理所是由已故著名物理學家葛庭燧院士於1982年創建的新型研究所。經過二十多年的發展,現已成為中國科學院基地型研究所、中國科學院博士生重點培養基地和物理學博士後流動站,是中國科學院知識創新工程重要支撐單位之一。擁有中科院材料物理重點實驗室、安徽省納米材料與技術重點實驗室;是安徽省納米材料工程技術中心的依託單位。

中國科學院固體物理所

(一)概況及特點

全所現有職工和研究生 340餘名,其中科技人員110人,研究員20人,副研究員和高級工程師36人,中級科技人員32人。在學碩士、博士研究生220多名,博士後2名。傑出青年基金獲得者、“百人計畫”入選者、中科院青年科學家獎獲得者15人。

固體物理所最大的特點是:職工平均年齡輕,整體素質高,設備先進,隊伍精幹;研究生在學習期間可以直接進入國家重大前沿課題研究,對青年科技人員來說,具有科研任務重,鍛鍊機會多,成才速度快的優勢。

(二)主要學科領域

固體物理研究所一直以國家重大需求為目標牽引,面向納米科技與材料物理的學科前沿,圍繞環境、安全、健康等領域,從事基礎性、前瞻性的研究,關注、重視基礎與套用的銜接。主要研究方向包括:納米結構與技術、新型功能材料與器件、內耗與固體缺陷、計算材料物理、液態物理及新型特種材料等。

(三)科研條件

固體所擁有國內一流的材料物理研究實驗平台,包括納米材料與功能材料的製備與合成、結構表征、物性測試和大規模高速並行計算平台。如:一維納米材料合成用的高真空超高溫設備,FJL520型高真空磁控與離子束複合濺射設備,多功能電漿增強VCD設備,分子束外延(MBE)設備,HVPE—氯化物氣相外延裝置,泡沫金屬高壓發泡裝置,實時監控-單層膠體晶體生長裝置,並建成了堪稱國內一流的標準化學實驗室;X射線衍射儀、場發射掃描探針顯微鏡、高分辨電鏡、比表面與孔隙分析儀;頻譜齊全、溫度範圍寬的內耗測量裝置,薄膜內耗儀,磁場下內耗-楊氏模量-電輸運原位綜合測試系統,紫外-可見-近紅外分光光度儀、橢圓偏振譜儀,穩態-瞬態螢光光譜儀,紅外和拉曼光譜儀,磁光實驗系統,超導量子干涉儀(SQUID),物理性質測試系統(PPMS),大型SGI-Origin3900超級計算機等。

(四)取得的科研成果

建所20年來,共獲得國家發明獎,中科院自然科學獎、科技進步獎、發明獎,安徽省自然科學獎、科技進步獎等30餘項,葛庭燧院士獲得國際材料領域最高獎—梅爾獎、何梁何利科學技術獎以及國際內耗領域終身成就獎。申請專利64項,其中發明專利40項,已授權發明專利25項。出版專著7部,發表SCI論文近1500篇,每年SCI論文數和引用排名位於全國各科研機構的前20名,2002年、2003年連續兩年論文引用次數排名進入全國前10名。2003年度,論文單篇平均被引用的次數排名居全國科研機構第一名;2004年度,固體物理所躋身納米科技引文中國八強。

(五)研究生培養及取得的成績

固體物理所從1981年招收培養碩士、博士研究生,已招收培養研究生 400多人,許多研究生在國內外重要學術刊物上發表數篇高水平的論文,有的在學習期間獲得了中國科學院自然科學一、二、三等獎;有的獲得了國家發明專利;有的研究生獲得了中國科學院院長獎學金特別獎、優秀獎和其他冠名獎學金。一大批畢業研究生在科研教育工作崗位上做出了突出的貢獻,被使用單位破格晉升為教授或研究員,並走上了所(校)級領導崗位;有的獲得了國家傑出青年基金資助;有的被評為十大傑出青年科學家。研究生在固體物理所成為非常重要的科研力量。

(六)研究生的生活待遇情況

固體物理所為研究生提供了良好的生活環境,研究生公寓住宿條件良好,每間宿舍都配有電話。公寓裡配有洗衣機、閉路電視、桌球活動室和報刊閱覽室,還為同學們提供了液化氣灶、熱水器等生活設施,有專人負責公寓裡的衛生和安全。公寓周圍建有籃球場、排球場。研究生在學習期間每月可獲得碩士500元、博士700元的基本助學金,每年有一次獎學金申請機會,獲獎比例約30%左右,獎學金額度為2000-8000元不等。

(七)畢業分配辦法及去向

研究生畢業後實行個人與用人單位雙向選擇、單位推薦、國家納入統一分配計畫的辦法進行分配。歷屆畢業研究生主要分配去向是:1、碩-博連讀、攻讀博士學位或出國留學; 2、到國內外高校、科研單位進行科研教學工作; 3、到國家機關從事科研教育管理工作;4、到國營或合資公司進行新材料研製開發工作; 5、留在本單位或在中科院研究所繼續從事科研工作;6、到部隊系統工作;7、進行博士後研究工作。

主要研究方向和導師介紹

(一)納米材料與納米結構研究

固體所是國內開展納米材料與納米結構研究最早的單位之一,。在一維納米材料和納米結構陣列體系方面的研究,取得了有國際影響的成果,該方向的研究團隊是國際上本領域的知名研究團組之一。先後主持了國家攀登預選項目“納米材料學”和國家973項目“納米材料與納米結構”;主持和參與主持了多屆全國性納米材料會議,是國內納米材料研究的重要基地之一,為推動我國納米材料基礎研究和套用研究做出了貢獻。根據國家科技部基礎研究司和中國科學院文獻情報中心2005年9月公布的“世界科學中的中國”系列研究報告中有關對全世界納米科學技術概況的分析表明,固體物理所進入了2000年—2004年的世界納米科學技術研究論文TOP100 和論文引文TOP100。在國內,固體物理所躋身納米科技引文中國八強。

該所的納米材料套用發展中心是國內較早開展納米材料研究特別是納米技術套用研究的單位之一。先後發展了納米TiO2、SiOX、CaCO3等多種納米材料量產技術,解決了納米材料規模生產中低成本、高分散和環境保護等關鍵技術,在納米材料套用研究和與企業合作進行產品開發及產業化方面進行了有益的探索,在國內享有很高的聲譽。

主要研究內容有: 1.納米結構體系的設計與合成,發展前沿製備技術,合成準一維納米材料(納米管、納米線和納米帶等)及各種低維陣列體系、異質納米顆粒/介孔固體組裝體系,以及其它人工超結構體系; 2.介孔組裝體系的表面和界面熱力學、電子結構、界面耦合、物質輸運及相變行為 ; 3.低維陣列體系的光、電、敏感和化學活性及微結構和譜學特徵 ; 4.納米顆粒表面的人工裁剪、修飾改性; 5.量子花樣材料自組織合成及物性。

該實驗室承擔了國家973(納米材料與納米結構)、國家攀登計畫項目、國家傑出青年科學基金項目、國家自然科學基金項目和中國科學院多項重大科研項目。科研實力雄厚,指導力量很強,今後每年招收博士生10名左右。

該實驗室博士生指導教師:張立德、蔡偉平、李廣海、孟國文、費廣濤、秦曉英、吳玉程研究員等 。

(二)計算材料物理研究

固體物理所也是國內計算材料物理研究的一個重要基地,以凝聚態物質的結構和物性研究為目標,發展高精度的原子、電子層次的理論計算方法,如納米體系的動力學模擬方法,複雜大分子體系的自由能計算方法,對新的材料體系進行最佳化設計和性能預測,建立高性能科學計算的環境。發展了多種計算方法,在團簇、電子強關聯體系 (超導、巨磁電阻)等材料的電子結構、原子結構以及物性的計算與研究,做出了國內外有影響的成果。主持了科學院“材料物性的計算模擬與預測的物理基礎”創新性課題,多次組織和召開了國內計算物理和計算材料會議;對應的研究小組是國內最有活力的團隊之一。

主要研究內容有:納米顆粒和納米結構的計算物理研究、新材料設計、適應於超慢過程的分子動力學方法研究、表面生長動力學的計算機模擬、表面和界面的結構和動力學性質、新型功能材料的電子結構和物性的理論研究、氧化物巨磁電阻效應的理論研究、Beyond LSDA的理論方法、複雜體系的電子結構計算方法,介觀輸運理論等。

該實驗室承擔了國家973、國家攀登計畫、國家傑出青年基金、國家自然科學基金和多項中國科學院重大基礎研究項目,擁有多種高檔次的計算設備,具有良好的理論計算條件。今後每年招收博士生8名左右。

該實驗室博士生指導教師:曾雉、龔新高、鄒良劍、徐文研究員等。

(三)實驗凝聚態物理與新型功能材料研究

固體所的內耗與固體缺陷研究在國際上享有盛譽,一直活躍在該領域的最前沿。近年來,內耗表征手段在新型功能材料(超導、巨磁電阻材料、氧離子導體、高阻尼材料等)、液態和軟凝聚態物質的套用等方面取得的成果,受到國際上的廣泛關注。固體所是國內內耗研究領域的主要研究基地,主持和參與主持了歷屆國內本領域的大型學術會議。

固體所較早開展了高溫超導、巨磁電阻等新型功能材料的研究,在高溫超導體的的內耗、磁通釘扎、巨磁電阻材料的光誘導、相分離等方面研究做出了有特色的工作;是“八·五”、“九·五”、“十·五”超導“863”和超導“973”項目的參加單位;也是“九·五”中科院重大項目“巨磁電阻材料和物理”及“十·五”“973”項目“自旋電子學的材料、物理及器件研製”的參加單位。

主要研究內容:探索新型功能材料;研究新型功能材料的電、磁、熱、力等物理性質的基本規律;結合功能材料電子結構的理論計算與模擬,揭示功能材料的結構與巨觀物理性能之間的關係,對新型功能材料進行最佳化設計和性能預測;製備由新型功能材料構建的原型器件;開展功能材料在微波等領域的套用研究;研究功能材料在強磁場、強輻射等極端條件下的行為;研究液態結構隨溫度的演化規律,研究液態輸運性質與微觀結構之間的關係。

該實驗室承擔了中國科學院創新方向性項目、國家自然科學基金項目多項,參加了國家“863”、“973”等項目多項,科研經費充足。今後每年招收博士生10名左右。

該實驗室指導教師:孫玉平、朱震剛、王玉琦、方前鋒、秦曉英、韓福生、劉長松、戴建明研究員、王先平副研究員等。

(四)納米材料與技術的套用研究

主要從事納米材料的製備技術和套用技術的研究。近幾年來,先後承擔了科技部“863”計畫項目、國家菸草總局重點計畫項目、安徽省科技攻關項目,以及與安徽、浙江、江蘇、山東等地方企業合作項目十多項。研究開發了TiO2、SiO2、CaCO3等多種納米粉體的製備和表面改性技術,並在江蘇、浙江等地實現了工業化。申請了30多項發明專利,在納米粉體的套用研究方面取得了多項科技成果。

主要研究內容有:納米材料的製備與工程化技術;納米粉體材料的表面改性和分散技術研究;納米材料的套用技術研究(塑膠、橡膠、塗料、紡織、陶瓷等);納米材料的功能特性研究(光催化特性與套用,吸附、催化特性與套用);納米材料的光學特性(紅外、紫外、透明等)與套用等。

該實驗室指導教師:崔平、李勇、秦勇研究員、田興友副研究員等。

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