微尺度物质科学

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  • 中科大微尺度实验室 创新炉火为何越烧越旺
    1月19日,由中国科学院、中国工程院557名院士投票评选的2010年度中国十大科技进展新闻揭晓,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(简称微尺度实验室)与清华大学联合小组完成的“实现16公里自由空间量子态隐形传输”荣列其中。   这已是该实验室自2003年获批筹建以来连续数年有成果入选中国十大科技进展新闻。与此同时,该实验室筹建以来还有1项成果入选年度世界十大科技进展新闻、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、5项成果入选中国基础研究十大新闻……   微尺度实验室的“创新炉火”为何越烧越旺?中国科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士揭示了其中的三大奥秘。   没有硬性考核指标创新源自科学家的原动力   “我们没有规定硬性考核指标。”侯建国介绍说,实验室对科研团队负责人每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等等,一概不提硬性指标,甚至连一年一度的考核都不作具体要求,只是要求进行3~5年的阶段性工作汇报。   陈仙辉教授从上世纪80年代后期开始高温超导研究,在这个领域默默地一干就是20年。平时没有上下班之分,没有工作日和节假日之分,每当有了新的进展或想法,他深更半夜也会兴奋地赶到实验室。2008年3月,他带领学生发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物的超导临界温度超过40K(-230.15℃),突破了“麦克米兰极限”(麦克米兰曾经断定,传统超导临界温度最高只能达到39K),证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体外的又一高温超导体家族。研究论文在国际学术期刊《自然》上发表,这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选出的当年的世界十大科技进展新闻。   “从他长期积累的学术经历里,我们可以看到,创新源于科学家的原动力,而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国表示,只有当科学家对于外界的诱惑和干扰置之度外,能平心静气地专心于学问的时候,科学上的突破才会水到渠成。   因此,实验室不把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各个教授,而是牢固树立通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标。“我们需要的是科学家们对实验室目标的认同和价值观的认同。”侯建国说。   没有学科间的壁垒交叉的价值在于思想碰撞   现代科学中新的重大突破性科研成果往往产生于不同学科的交叉、融合之中。有数据表明,近百年间获得诺贝尔自然科学奖的成果中有大约一半是多学科交叉取得的。   目前,微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等五个一级学科之间的交叉,已聚集了包括7名中科院院士、4名“千人计划”教授、10名“长江学者”特聘教授、24名国家杰出青年基金获得者、32名中科院“百人计划”教授在内的90多名教授和研究员,建成三大技术支撑平台,培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。   在单分子操纵研究中,侯建国与杨金龙教授的合作堪称“黄金组合”,前者负责实验部分的精耕细作,后者负责理论方面的深度掘进。他们带领一批年轻教师和研究生,利用低温超高真空扫描隧道显微镜,巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”,成功实现了单分子自旋态的控制。   研究成果发表在国际学术期刊《科学》上,审稿人评价说:“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果被评为2005年度中国十大科技进展。   “我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励,但并不刻意要求相互之间必须解决共同问题,而更看重提供一种思想碰撞和相互启发的氛围和机制。”侯建国说。微尺度实验室三楼有一个房间,布置得像一间客厅,室内弥漫着咖啡的浓浓香味,室外阳台的廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员经常聊天、交流的场所,许多学术上的灵感和火花就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请最好的学者来作学术报告和交流,而这样的讲座和报告则是全实验室人共享的资源。   没有“天花板”限制,年轻人需要创造空间   微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40~50岁之间,而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人,其中不少是在读的博士生、硕士生。   获得2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年,他申请量子调控“973”计划“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”并获得通过,成为该项目首席科学家。   但要开展进一步的创新研究,还需要购置先进的实验设备。这对“羽毛未丰”的杜江峰来说无疑是个难题,学校和国家实验室通过划拨、出借等方式帮助他筹集了800万元,全部用来购置实验设备。   短短一年多时间,国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台建成了。   紧接着,2009年6月,他和香港中文大学教授刘仁保合作,利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦,极大地提高了电子自旋相干时间,并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在《自然》杂志上,同期评述文章指出:“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能,从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”   为了给年轻人营造肥沃的创新土壤,近年来,中国科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学和高性能计算等实验教学中心,集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备,并组建了专业的技术支撑服务队伍,使得全校师生都能在公共科研平台上实现自己的学术梦想。许多先进实验设备几乎全天候运转,全校所有相关专业的院系都在用。   “在实验室里,我常说‘取法乎上,仅得其中 取法乎中,仅得其下’。”侯建国说,“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间,让他们能跳多高就跳多高。”
  • 微尺度实验室连续7年入选中国十大科技进展
    1月20日,由两院院士评选的2009年度中国十大科技进展揭晓,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)杜江峰教授的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来,连续7年有成果入选中国十大科技进展。   自2003年以来,该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室俨然已成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。   让科学家平心静气地做学问   向管理创新要成果要人才,是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出,是不是也与此相关?   “我们没有刻意地追求管理创新。”中科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出记者的意料。   据了解,实验室的投入并不算多,研究人员基本来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是中科大土生土长的博士,没有显赫的学术经历。实验室对他们每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等,一概不提硬性指标,甚至连一年一度的考核都不作具体要求,只是要求进行3~5年的阶段性工作汇报。“也有一定的学术奖励,但额度并不大。很难说教授发表论文、做出成果,与奖励有什么必然关系。”   “实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各位教授,但是,实验室通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标是明确的,全体研究人员对此也是认同的。”侯建国说,“对这些热心创造的科学家们来说,‘管理’二字显然不太适合。”   陈仙辉教授是中科大自己培养的博士,他从上世纪80年代后期开始研究高温超导,在这个领域默默耕耘了20多年。平时没有上下班之分,没有工作日和节假日之分,每当有了新的进展或想法,即使深更半夜,他也会兴奋地跑到实验室。   2008年2月19日,日本科学家发表文章称,发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本人的成果后,认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体,于是立刻带领学生开始研究。   3月25日,结果出来了:这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃),突破了“麦克米兰极限”,证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体之外的又一高温超导体家族。两个月后,他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表,这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选的当年度世界十大科技进展。   “主要靠长期的工作和实验积累,否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息,也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说,“到目前为止,高温超导的机理还不是很清楚,需要新的理论来支撑。所以,我相信总会有惊喜在等着我。”   “从他的学术经历里,我们可以看到,创新源于科学家的原动力,而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国说,“只有当科学家们把外界的诱惑和干扰置之度外,能平心静气地专心于学问的时候,科学上的突破才会水到渠成。”   “科学家需要的不是简单的管理,而是完善的服务”   科研成果入选2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是中科大自己培养的博士,也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年,他申请的“量子调控”重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”获得通过,他成为该项目的首席科学家。   要开展进一步的创新研究,还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说,无疑是个难题。这时候,学校和微尺度实验室向他伸出了援助之手,通过划拨、出借等方式帮他筹集了800万元,用来购置实验设备。   短短一年多的时间,国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台就建成了。紧接着,2009年6月,杜江峰和香港中文大学刘仁保教授合作,利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦,极大地提高了电子自旋相干时间,并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上,同期评述文章指出:“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能,从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”   记者了解到,近年来,中科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心,集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备,并组建了技术支撑服务队伍,使得全校师生都能在公共科研平台上实践自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转,全校所有相关专业的院系都能用。   “科学家更需要的不是简单的管理,而是完善的服务。管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上,使科学家的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。   一个实验室里70多名教授形成交叉优势   被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授,是微尺度实验室学科交叉的典范。早在1995年,两人分别从国外回到中科大,之后不久,他们就在时任校长朱清时院士的“撮合”下走到了一起。微尺度实验室筹建后,两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作,杨金龙负责理论方面的深度挖掘,他们带领一批年轻教师和研究生,利用低温超高真空扫描隧道显微镜,巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”,成功实现了单分子自旋态的控制。他们的研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上,审稿人评价说:“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果入选2005年度中国十大科技进展。   目前,微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学五个一级学科之间的交叉,聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员,建成三大技术支撑平台,培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种环境下,学科交叉是很容易实现的。   “我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励,但并不刻意要求相互之间必须解决共同的问题,而更看重提供一种思想碰撞、相互启发的氛围和机制。”侯建国说。   微尺度实验室三楼有一个房间,布置得像一间客厅,室内弥漫着咖啡的浓浓香味,朝南的一扇门通向宽阔的阳台,廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员聊天、交流的场所,许多学术上的灵感和火花,就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请顶尖学者来作学术报告和交流,而这样的讲座和报告则是全实验室成员共享的资源。   “微尺度实验室的科研人员都很开放,没有小家子气,乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说,“在自己的一亩三分地上搞闭关自守,不会有大的出息。”   “给年轻人提供没有天花板的创造空间”   记者在采访时注意到,微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40岁~50岁之间,而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人,其中不少是在读的博士生、硕士生。   在国际量子信息研究领域,“潘建伟小组”的知名度不小。1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人,近年来取得了一系列原创性成果,从2003年至今已5次入选中国十大科技进展,两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。   这些年里,为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术,在学校和实验室的支持下,潘建伟先后赴奥地利和德国做客座教授,并不断融合不同学科背景的年轻人加盟自己的实验室,还将国内实验室一批有潜力的学生介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究,在国际学术界的最前沿开阔眼界,增长兴趣,转换思维。   如今,用奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳的话说,潘建伟小组在发展量子技术方面已经是“世界上处于领先地位的小组之一”。2009年7月,潘建伟带着他的“海外团队”集体“回家”,光是搬家清单就足足列了20页之多。   实验室内已在学术界崭露头角的年轻人,面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错,而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。”曾在加拿大做博士后的陈凯说。而年轻的潘建伟教授则对比他更年轻的同事们说:“你们不能永远做助手,一定要成长起来,独当一面。”   “在实验室里,我常说‘取法乎上,仅得其中 取法乎中,仅得其下’。”侯建国说,“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间,让他们能跳多高就跳多高。”
  • 微尺度国家实验室:越烧越旺的“创新熔炉”
    日前,由两院院士投票评选的2009年度中国十大科技进展揭晓,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)(以下简称“微尺度国家实验室”)杜江峰教授研究小组的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来连续7年有成果入选中国十大科技进展。自2003年以来,该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室已经成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。   “对这些热心创造的科学家们来说,‘管理’二字是不太适合的”   我们没有刻意的管理创新   向管理创新要成果要人才,是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出, 是不是也与此相关呢?   “我们没有刻意的管理创新。”中国科大校长、微尺度国家实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出乎笔者的意料。据了解,微尺度国家实验室的投入并不算很多,研究人员基本上来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是科大土生土长的博士,没有显赫的学术经历。对他们,微尺度国家实验室没有制定严格的考核指标,只是要求进行3至5年的阶段性工作汇报。对研究人员每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等等,一概不提硬性指标,甚至连一年一度的考核都不作具体要求。   “实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各个教授,但是,实验室面向国家需求、面向科学前沿,通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的要求是明确的,全体研究人员对实验室的使命与任务是认同的。”侯建国说,“每年实验室都会对研究工作作整体上的评估。如果说管理创新,这或许应该算是一个。”   实验室组织了国际学术咨询顾问委员会,每年召开一次会议,国家实验室和下属的7个研究部分别向国际科学家们提交一份报告,接受他们的质询。实验室要求国际科学家们在集中讨论后给出一份评估报告,并向相关研究部提出两个最新的研究方向,介绍目前世界上哪些研究所或大学在这两个研究方向上做得最好,以便实验室同他们开展合作和交流。   “我们有一定的学术奖励, 但奖励的额度并不大。很难说学校的教授们发表论文、做出成果,与这样的奖励有什么必然关系。”侯建国说,“有的团队可能好几年都没有高水平的成果,但实验室和学校并不给他们压力, 我们都知道他在等待突破,在坐冷板凳。对这些热心创造的科学家们来说,‘管理’二字是不太适合的。”   只有科学家对外界的诱惑置之度外,科学上的突破才会水到渠成   创新源自科学家的原动力   陈仙辉教授是科大自己培养的博士,上世纪80年代后期,国际性的高温超体研究取得重大突破, 当时还在读研究生的陈仙辉选择了高温超导作为自己的研究对象。   “到目前为止,高温超导的机理还不清楚,需要新的理论来支撑。所以,我总觉得有惊喜在等着我。”陈仙辉的话里透着一种从容与淡定。坚持不懈地追逐“惊喜” 的陈仙辉,在这个领域一干就是20年。平时没有上下班之分,没有工作日和节假日之分,每当有了新的进展或想法,或者学生们有了新的发现,深更半夜他也会兴奋地赶去实验室。   厚积薄发。2008年2月19日,日本科学家发表文章称,发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本的工作后,认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体,于是立刻带领学生开始研究。3 月25日, 结果出来了:这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃), 突破了“麦克米兰极限” (麦克米兰曾经断定, 传统超导临界温度最高只能达到39K), 证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体外的又一高温超导体家族。   2个月后, 他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表, 这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选出的当年度世界十大科技进展。   “主要靠长期的工作和实验积累,否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息,也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说。   “用‘十年磨一剑’来形容陈仙辉的突破是非常恰当的。”侯建国说,“从他的经历中,我们认识到创新源于科学家的原动力,而不是各种名目繁多的管理与约束措施。只有当科学家们对外界的诱惑和干扰置之度外,而能平心静气地专心于学问的时候,科学上的突破才会水到渠成。”   单从待遇和地理环境上说,地处合肥的中科大很难吸引优秀人才   科学家更需要的是完善的服务   “当然,我并非说实验室的管理者可以无所作为。科学家更需要的不是简单的管理而是完善的服务,管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上,使科学家们的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。   获得2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是科大自己培养的博士,也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年, 他结束了欧盟玛丽居里研究员的工作后回校,申请“量子调控” 重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究” 并获得通过,成为该项目的首席科学家。但是,要开展进一步的创新研究,还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说无疑是个难题。这时候,学校和国家实验室向他伸出了援助之手,拨给他250万元经费,又借给他300万元经费,再加上他自己的科研经费,一共800万元,全部用来购置实验设备。   短短一年多时间,国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台建成了。紧接着,2009年6 月,他和香港中文大学教授刘仁保合作,利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦,极大地提高了电子自旋相干时间,并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上,同期发表的专文评述指出:“他们所使用的量子相干调控技术被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源…… 从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”   有了好的平台,科学家就有了创新的舞台。记者了解到,近年来,中国科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心,集中购置了一批在相关领域内急需的、通用的,而一般科研课题又无力购买的大中型仪器设备,并组建了技术支撑服务队伍,使得全校师生都能在公共科研平台上实现自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转,全校所有相关专业的院系都在用。“用坏了要比放坏了强。” 管理仪器的老师说。   从读本科开始, 杜江峰已在科大学习生活和工作了24年。“无论是从待遇还是从地理环境上, 确实找不出来我呆在合肥这么多年的原因,我父亲到现在还对我没去大城市耿耿于怀。可我不愿意离开, 这里有种独特的精神在吸引我, 我很喜欢这个地方。” 杜江峰说。   “只在自己的一亩三分地上搞闭关自守,不会有大的出息”   学科交叉更重要的在于思想碰撞   学科之间的交叉已经几乎渗透到了科学研究的每一个层面。有数据表明,近百年间获得诺贝尔自然科学奖的300多项成果中,约有一半是多学科交叉取得的。   微尺度国家实验室很好地实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等5个一级学科之间的交叉。侯建国形象地说: “志趣相投的人聚到一起, 好比是‘物理组合’, 在国家实验室这个平台上产生‘化学反应’。”   被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授就是国家实验室学科交叉的典范。早在1995年, 两人分别从国外回到科大,之后不久他们就在时任校长的朱清时院士的“撮合” 下走到了一起。国家实验室筹建以后,两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作,杨金龙负责理论方面的深度掘进,他们带领一批年轻教师和研究生,利用低温超高真空扫描隧道显微镜,巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”,成功实现了单分子自旋态的控制。研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上,审稿人评价说:“这项实验工作开辟了一个新的领域”,“是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子”。这项成果被评为2005年度中国十大科技进展。目前,微尺度国家实验室已聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员,建成三大技术支撑平台,培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种“土壤” 环境下,学科交叉是容易实现的。   不同学科解决问题的手段和方式方法也不同,国家实验室在学科交叉方面,虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励,但并不刻意要求相互之间必须解决共同问题,而更看重提供一种思想碰撞和相互启发的氛围和机制。   “学科交叉更重要的价值在于思想碰撞。”侯建国说。微尺度国家实验室三楼有一个房间,布置得像一间客厅,室内弥漫着咖啡的浓浓香味,朝南的一扇门通向宽阔的阳台,廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员经常聊天、交流的场所,许多学术上的灵感和火花,就是在这种随意宽松的聊天中产生的。   实验室各研究部还会经常从世界范围内邀请各自领域最好的学者来作学术报告和交流,而这样的讲座和报告则是全实验室人共同享受的资源。   “国家实验室的科研人员都很开放,没有小家子气,乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说,“这样不但能对各自的研究情况有所了解,而且很容易相互启发。在自己的一亩三分地上搞闭关自守,不会有大的出息。”   “你们不能永远作为助手,一定要成长起来, 独当一面”, 这是实验室的“军规”   给年轻人提供没有“天花板”的创造空间   笔者在采访时注意到,微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40至50岁之间,而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人, 其中不少是在读的博士生、硕士生。几乎所有的团队领导者在谈到自己的学生或助手时,都充满了快乐与自豪。在国际量子信息领域,“潘建伟小组”是个知名度不小的名称。   1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人,在近年来取得了一系列的原创性成果:在世界上首次实现五光子纠缠和终端开放的量子隐形传态......他们的研究成果从2003年至今已5次入选中国十大科技进展,两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。   在领导量子物理和量子信息实验室的这些年里,为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术,在中国科大和国家实验室的支持下,潘建伟先后赴奥地利和德国海德堡大学做客座教授,并不断融合不同学科背景的年轻人———如做冷原子物理的北大博士陈帅、理论物理的加拿大博士后陈凯、统计物理的荷兰博士后邓友金加盟自己的实验室。同时,他还将国内实验室一批有潜力的学生苑震生、赵博等介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究,在国际学术界的最前沿开阔眼界,增长兴趣,转换思维。   如今,潘建伟小组在发展量子技术方面, 已经是“世界上处于领先地位的小组之一” (奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳语)。   2009年7月,潘建伟带着他“海外团队” 集体“回家”,光是搬家的清单就足足列了20页之多。已在学术界崭露头角的年轻人面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错, 而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。” 陈凯说。   而年轻的潘建伟教授则对他的更年轻的同事们说: “你们不能永远作为助手, 一定要成长起来, 独当一面。”   “在实验室里,我常说‘取法乎上, 仅得其中 取法乎中, 仅得其下。’” 侯建国说,“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间,让他们能跳多高就跳多高, 让他们保持学术上的热情和野心。”

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  • 深圳先进院在微尺度声操控研究方面取得新进展

    中科院深圳先进技术研究院医工所郑海荣研究团队在微尺度声操控方面取得新的进展。5月4日,相关研究成果发表在美国物理联合会期刊Applied Physics Letters上。精确无创地操控微纳米尺度的生物粒子及药物颗粒,是物理声学的热点研究领域之一。随着超声局部给药的不断发展,利用声波精确的操控药物载体得到了广泛的关注。该研究首次利用声波实现了超声造影剂的可编程精确操控,空间分辨率可达2.2 µm。研究人员利用驻波的势阱效应,将超声造影微泡聚集并捕获在势阱的位置,使其排列成网格结构;通过调节入射声源的相对相位,改变驻波场中势阱的位置,实现超声造影微泡的连续移动,并且每次移动的距离和方向均可精确控制;利用可编程声操控,将超声造影微泡富集、移动、停驻在靶向区域,提高局部药物的浓度,实现靶向给药的目的。本工作的意义在于通过精确的操控,有助于研究细胞与超声造影微泡的相互作用,进一步理解超声给药的机理如声孔效应、空化效应等,同时也为超声给药治疗提供了一种具有重要应用价值的新方法,为发展新型超声给药治疗仪器奠定了基础。上述研究工作得到国家自然科学基金委,以及科技部973计划前期研究专项的支持。

  • 中国科大张斗国教授团队在单个纳米尺度物体无标记光学显微成像方面取得新进展

    近日,中国科学技术大学物理学院光电子科学与技术安徽省重点实验室张斗国教授课题组提出并实现了一种基于矢量光场调控原理的动量空间偏振滤波器件。将该滤波器件安装于传统无标记光学显微镜的出射端,它可以对出射光场的背景噪声进行高效抑制,进而采集到单个纳米尺度物体的高对比度、高信噪比光学显微图像。研究成果以“Cascaded momentum-space-polarization filters enable label-free black-field microscopy for single nanoparticles analysis”为题在线发表在综合性学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)。[align=center][img=,600,174]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/18c3b2c4-6d3d-4349-b5d2-5c096ac0f32f.jpg[/img][/align]单纳米级物质的无标记光学成像对于各种生物医学、物理和化学研究极为重要。其中一个核心挑战是背景强度远远大于单个纳米物体的散射光强度。在这里提出了一种由级联动量空间偏振滤波器组成的光学模块,它可以进行矢量场调制,阻挡大部分背景场,使背景几乎变黑;相反,只有一小部分散射被阻挡,从而明显提高成像对比度。为了解决这个问题,张斗国教授课题组设计并实现了一种动量空间偏振滤波器件,它可在动量空间进行矢量场偏振调控,大幅度过滤、抑制各类背景噪声,只有单个纳米尺度物体的光散射信号能透过该滤波器件,被探测器采集到,从而实现了单个纳米尺度物体的高对比度、高信噪比的成像探测。[align=center][img=,500,508]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/b5f63213-6cee-41d0-8519-3a9bc7fc69aa.jpg[/img][/align]作为一种应用展示,该动量空间偏振滤波器件被加载到传统全内反射显微镜(Total internal reflection microscopy, TIRM)的出射端,用于单个纳米尺度物体的成像与传感。加载该滤波器后,TIRM被转化为黑场光学显微镜(Black field microscopy (BFM),相对于常规的无标记暗场光学显微镜,BFM具有更低(更黑)背景噪音,更高探测灵敏度)。BFM可以实时记录了此变化过程,证明BFM可应用于单个纳米颗粒化学反应过程的实时记录,为实时探测单个纳米尺度物体物性演化过程中所发生的物理-化学反应探测提供了新型光子学技术。该动量空间滤波器件的突出特点是:在不改变显微镜内部结构的情况下,它可以使常规的无标记光学显微镜,如表面等离激元共振显微镜、TIRM等近场光学显微镜,具有黑场成像功能,从而大幅度提升其对单个纳米尺度物体的探测灵敏度。本研究工作所发展黑场显微镜为单个纳米颗粒的分析提供了新平台,有望在生物学、物理学、环境科学和材料科学等领域得到广泛应用。该研究工作得到了科技部,国家自然科学基金委、安徽省科技厅、唐仲英基金会等项目经费的支持。相关样品制作工艺得到了中国科学技术大学微纳研究与制造中心的仪器支持与技术支撑。[来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

微尺度物质科学相关的资料

微尺度物质科学相关的仪器

  • 蔡司跨尺度超高分辨率显微镜Elyra 7以更丰富的成像模式满足您各种样品、各种尺度、各种分辨率的成像需求。无论是组织样品的快速光学切片成像,还是60nm活细胞超高分辨率成像,甚至是用于分子水平研究的TIRF和SMLM(单分子荧光定位,Single-Molecule Localization Microscopy)。您可以采用多种成像方式探索样品,并将多尺度的成像数据进行关联,获得从组织-细胞-亚细胞结构-蛋白的多尺度信息。产品特点&bull Lattice SIM成像解析低至 60 nm 的超微结构&bull 使用 SMLM 探索分子细节&bull 在同一设备上实现组织-细胞-亚细胞结构-蛋白图像的多尺度关联应用领域&bull 单分子荧光定位&bull 活细胞快速动态超高分辨率成像&bull 固定样品的超微结构应用案例小鼠小肠切片,在 A-ha 聚合物中标记血管(Alexa 488,橙色)和神经(Alexa 647,青色),以10x/0.3物镜拍摄样品全貌,以63x/1.4物镜拍摄局部细节。样品来自台湾国立清华大学生物科技研究所暨医学系 Shiue-Cheng (Tony) Tang 教授。固定的小鼠睾丸联会复合体,三色荧光标记,蓝色为SYCP3 SeTau647,红色为SYCP1-C Alexa 488,黄色为SYCP1-N Alexa568,两通道间距离60nm,成像物镜:63x/1.4 Oil。样品来自Marie-Christin Spindler, University of Würzburg, Germany.Cos-7细胞双色2D STORM, 品红色标记微管(anti-tubulin-Alexa Fluor 647),黄色标记线粒体(anti-TOMM20-CF568).
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  • 拉曼电镜光谱联用技术产品简介扫描电子显微镜(SEM)是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种观察手段。其利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品,实现对物质微观形貌表征的目的。具有景深大、分辨率高,成像直观、立体感强、放大倍数范围宽以及待测样品在三维空间内进行旋转和倾斜等特点。拉曼技术在分子级别上提供样品的化学结构、组分信息;而 SEM 可在纳米尺度上提供高空间分辨率的形貌图像;SEM 与拉曼光谱技术相结合,使用 SEM 观察样品形貌,并可获取指定样品点的拉曼光谱信息,同步获取样品材料表面形貌、分子结构与化学组分等信息。典型应用RTS- SEMR 拉曼电镜光谱系统北京卓立汉光仪器有限公司全新推出的 RTS- SEMR 拉曼电镜光谱系统集成场发射扫描电镜与拉曼光谱系统于一体,是一款真正意义上实现国产拉曼光谱与扫描电镜联用的设备。拉曼电镜通过快速、精确、高性能的拉曼分析,弥补了能谱仪、波谱仪等传统电镜附件无法实现的分子结构与成分观察。尤其是针对有机结构、碳结构、同分异构体、晶体与无机相等多领域材料的信息表征,扩展了传统扫描电子显微镜的分析应用领域,例如矿物鉴别、高分子与制药行业、锂电行业、医工交叉行业等,应用前景广阔。北京卓立汉光仪器有限公司推出的扫描电镜-拉曼光谱联用装置采用“离轴”模式设计理念。“离轴”模式扫描电镜的电子束与拉曼光谱的激光束不同轴,通过移动样品台分别进行扫描电镜-能谱分析和显微拉曼光谱分析,原位获取样品指定位置的形貌信息和化学成分信息。系统架构RTS- SEMR 拉曼电镜光谱系统,电镜拥有大视野及纳米级分辨率,是一个优秀的样品微观形貌分析平台,系统耦合拉曼共聚焦光路进入真空样品仓,实现了样品在电子束和激光束之间的快速切换,在满足样品表征观察的同时,也能够实现纳米级分辨率的化学成分和空间结构分析,充分发挥扫描电镜与拉曼两者的应用优势。拉曼集成扫描电子显微镜采用平行双束方案,搭载高精度复合位移台可实现样品在拉曼光轴和电子束光轴之间快速、精确、稳定的切换,拉曼扫描范围高达 2.5 mm。独特的系统及产品设计保证了操作性、易用性、普适性,用户可在电镜中寻找感兴趣的材料特征,得到高分辨的扫描结果后,一键切换至拉曼光路下进行该区域的快速/高精度的光谱扫描,随后得到高匹配程度的拉曼渲染联用效果。拉曼渲染结果的像素与光谱数据对应关系可通过软件程序直接提取,提供进行便捷的结果解析。拉曼光谱集成方案提供了多种配置供用户选择,例如激光波长、光谱仪焦长、光栅密度、物镜等光学核心配置,充分满足应用及市场的需求。扫描式电子显微镜系统配置多种类型探测器,可实现二次电子和背散射电子同时成像,兼容多种应用模式,可覆盖生命科学、材料科学、地质科学等多学科科研应用场景。标配五轴高精度运动平台及自主设计样品载台,可实现多个钉台同时放样或单一大尺寸样品观测。性能优势典型参数卓立汉光提供专业的免费测样服务,需求即达,欢迎洽谈!
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  • 关于INSTEMS系统原位透射电子显微分析方法是实时观测和记录位于电镜内部的样品对于不同外场如力、热、电等激励信号的动态响应过程的方法,是当前物质结构表征科学中最新颖和最具发展空间的研究领域之一。受限于透射电镜样品室狭小的空间及特殊的结构,目前商业化的透射电镜原位力学样品杆多采用探针式力场加载,无法实现双轴倾转,大大限制了研究者从原子尺度下原位研究材料的力学行为及变形机制。针对这一世界性技术难题,百实创公司专项开发的INSTEMS系列透射电镜用原位原子尺度双轴倾转力、热、电一体化综合测试系统拥有独特创新设计的MEMS芯片以及与之相匹配的微驱动系统,保证了样品在透射电镜毫米尺度空间内实现力场与热场或电场耦合加载条件下,同时具备大角度正交双轴倾转功能,进而实现在多场耦合加载下材料原子尺度显微结构及其性能演化的原位观察与记录。该系统可实现1200℃高温下力热耦合加载,最大驱动力大于100mN,驱动行程大于4μm,最小驱动步长低于0.5nm,达到国际领先水平,极大的扩展了透射电子显微镜在材料科学原位研究领域的应用。本系统与各大品牌电镜有优异的机械及电磁兼容性,稳定性高,保证电镜原有的分辨能力。整合了独特创新设计的MEMS芯片与微型驱动器的高集成Mini-lab原位样品搭载平台,保证了不同形状、性质的样品在TEM中有稳定的力、热、电加载实验环境,并能精确控制参数变量;通过更换不同Mini-lab实验台,可以灵活的实现力、热、电单场或任意两场耦合加载,并能做到互不干扰。精密的结构设计保证样品能在场加载条件下实现大角度双倾,结合皮米级超高精度控制系统,确保显示的原子像无抖动、分辨率高。功能强大,操作便捷的控制软件提供了丰富的加载模式,并实时收集与处理数据,满足用户不同条件下的实验与测试设计要求。可实现多场耦合加载:ISTEMS系列产品具有高度集成的可定制化微型实验系统。通过更换不同功能的微型实验台(Mini-lab),该系列可灵活施加力、热、电等多种外场组合。Mini-lab独特的MEMS芯片设计和新颖的集成策略解决了小区域多场耦合加载兼容性难题。可独立控制多场加载,避免相互干扰。 原子尺度分辨率:INSTEMS系列结构紧凑的微型实验台和特殊设计的β轴倾转机构完美融合了多场耦合施加和双轴倾转功能,可轻松实现原子尺度分辨的动态观察。 高精度控制与测量:超灵敏微型驱动器稳定的四电极MEMS芯片 可靠的电学连接无干扰的电路布局 强大的高精度多通道源表确保INSTEMS系列产品可同时实现高精度加热、pm级驱动控制和pA级电信号测量。 适用范围极宽、功能易于扩展:INSTEMS系列适用于多种形态尺寸的材料(适用于块体以及一维、二维纳米材料);可实现多种类型的多场耦合施加(热-力-电耦合);加载灵活,可对样品进行拉伸加载、压缩加载、弯曲加载,也可进行纳米压痕实验;同时可根据用户需求进行功能扩展。适用于大部分固体无磁材料的研究。 关键技术指标与参数:热场指标温度范围室温~1200℃*加热速率>10000℃/s温度精度≥98%测温方式四电极法EDS兼容性√力场指标驱动精度<500pm最大驱动力>100mN最大位移4μm电场指标最大输出电压±50V电流测量范围1pA-1A*电压测量范围100nV-50V双倾指标α角倾转范围±25°β角倾转范围±25°*驱动精度<0.1°分辨率极限稳定性<50pm/s*空间分辨率≤0.1nm* * 列出参数取决于Mini-lab型号与电镜状态。 硬件说明:样品杆部分包含双轴倾转样品杆与配套的Mini-lab实验台,MET型号样品杆可兼容所有类型的Mini-lab实验台。软件控制:力、热、电三场都具有丰富的加载模式可供选择:力场可选择单向拉/压加载或循环加载;电场拥有7种可供选择的波形加载;热场可自由设置温控程序。 应用范围1. 高温环境下的力学行为在力场与热场条件下原位实时观察材料原子像,并能获取成分信息。可应用于加速蠕变、高温相变、元素扩散、高温塑性变形、再结晶、析出相与位错的关系等方面的研究。原位原子尺度研究高温合金相在高温下(1150℃)的形变机理原位观察超级合金在400℃与750℃下塑性变形过程2. 高温环境下的电学行为 在热场与电场条件下原位实时观察材料原子像,并获取电场数据。可应用于热电材料、半导体、相变存储、电场可靠性分析、介电材料等领域的研究。 热电耦合条件下SnSe原位原子尺度失效分析3. 力与电场的交互行为在力场与电场条件下原位实时观察材料原子像,测量和控制样品电信号。可应用于压电材料、铁电材料、锂离子电池、柔性电子器件等领域的研究。 4. 力场、热场、电场单场条件下的材料组织变化可定量的控制单力场、热场、电场施加于样品,并实时原位的观察样品原子像及成分信息。高熵合金900℃条件下观察元素扩散
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微尺度物质科学相关的耗材

  • 物镜测微尺一套
    1 型物镜测微尺 1/100物镜测微尺是一标准刻尺,其尺度总长为1mm,分为100等分,每一分度值为0.01mm,即10μm,刻线外有一直径为Φ3,线粗为0.1mm的圆,一边调焦时寻找线条。刻线上富有厚度为0.17的盖玻片,保护刻线久用而不损伤,线形放大图如图。C2 型XX网形目镜尺网形目镜尺如图所示。矩形网格的长与宽之比为2:1,即长为L,宽为L/2。 0线将矩形分为左右二个正方形,左右微粒计数区,右边为长度测量区,左边的正方形又在垂直方向等分为三份,水平方向等分为二分,形成六个小长方形,便于在一定面积中技术粒子,右 边的正方形在水质方向亦等分为三份,而在水平方向不得法那个分为若干份,各有若干大小不等,但上、下对应的圆,上方为空心元,下方为实心圆,各有标号n=1.2.3……9,可用来快速测定粉尘的直径。 测微网上方刻有计算公式:D=*式中L代表矩形网格的底边长度。   n代表各圆的标号及右边正方形水平方向各分割线的标号。 D代表各圆的直径及右边正方形0线至各分割线的距离,如第四号圆的直径D等于0线至第四号分割线的距离。 第5号圆的直径D等于0线至第5号分割线的距离 以此类推。 测微网左端刻有10个等分割线,每格为L/20。 仔细情节测微尺与显微镜,置XX网形目镜于目镜筒内,调节接目镜,试测微网格图形清晰可见,(若观察到的图形文字、符号为反字,则应取出翻过一面)。   置C1型物镜测微显微尺于显微镜载物台上,仔细调节显微镜工作距离,找到它的刻线,移动载物台,试物镜测微尺某一刻线与目镜尺矩形网格一端相重合,观测另一端线落在物镜尺的何处,数出网形目。镜尺两端线之间共占物镜测微尺几个分格,即可求的在该放大倍数下,测微网长L所代表的尺度。  例:如图三所示,在450放大倍数下,目镜尺网格两端线之间共占物镜测微尺的十三格半。即L=10μm*13.5=135μm。利用公式 可求出每一圆的直径及右边正方形0线至各分割线的距离
  • 微粒标准物质粒度颗粒GBW(E)120007
    产品名称:微粒标准物质本标在物质采用高分子材料制备并与防腐稀释剂配制而成,可用于各种粒度分析仗的标定,也可用于质量检查和质量控制工作。应用领域工程技术及高聚物/粒度及浊度保存条件常温保存。使用注意事项使用前须用力摇匀,然后打开瓶盖,在100mL电解液中加入2-4滴,即可使用。有效期为2年特征形态液态基体主要分析方法显微镜、库尔特微粒计和图像分析仪分析测量方法#产品咨询北京美同达
  • 低温微型同轴电缆
    低温微型同轴不锈钢电缆 - 1mm OD • 不锈钢0.2mm线芯,不锈钢0.7mm编织屏蔽层 • 阻抗:40Ohms at 10MHz, Att. 5.7dB/m (100MHz)典型用户:中科院物理所中科院合肥物质科学研究院北京航空航天大学中国科学技术大学中科院合肥物质科学研究院中国科学院大连化学物理研究所清华大学山东大学华南理工大学北京大学北京大学浙江大学西安交通大学香港大学人民大学东南大学香港浸会大学兰州近物所山东大学复旦大学中国科学技术大学 中国科学技术大学浙江大学西安交通大学复旦大学中科院物理所复旦大学物理系上海大学北京大学复旦大学物理系北京邮电大学中国科学院上海应用物理研究所中科院物理所中国科学技术大学中科院合肥物质科学研究院北京大学中科院物理所北京理工大学云南大学北京工业大学福建物质结构研究所中科院物理所山西大学物理电子工程学院厦门大学北京师范大学上海交通大学北京大学清华大学中山大学南京大学南京大学清华大学中科院理化所复旦大学香港中文大学南京大学复旦大学北京大学中科院物理所扬州大学中科院理化所北京工业大学广东工业大学

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