世界首個(gè)輕元素量子材料交叉平臺(tái)啟動(dòng)運(yùn)行

　　5月22日，北京大學(xué)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，探索其在信息、能源、生物、環(huán)境等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

　　"氫、氦、鋰、硼……這些活躍在化學(xué)元素周期表前列的輕元素，就是我們的研究對(duì)象。"平臺(tái)負(fù)責(zé)人、北大物理學(xué)院教授江穎用"非凡"二字來(lái)形容它們--因?yàn)橛蛇@些輕元素組成的材料擁有核量子效應(yīng)強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、原材料豐富、合成成本低等特點(diǎn)，在物理研究中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。量子材料不受典型物理規(guī)律支配，可突破經(jīng)典材料的應(yīng)用邊界，催生出顛覆性的現(xiàn)象，但它很"脆弱"，通常依賴于低溫、高壓、真空等極端條件。于是，科學(xué)家嘗試把輕元素和量子材料結(jié)合，希望通過(guò)輕元素體系的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，幫助量子材料突破"脆弱性"瓶頸。

　　平臺(tái)的建設(shè)為這場(chǎng)"強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合"提供了理想的研究條件。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(mén)，開(kāi)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(kāi)放式的前沿交叉研究。"在這里，我們通過(guò)對(duì)輕元素量子材料的精準(zhǔn)制備和調(diào)控，使其從此前的極端環(huán)境中走進(jìn)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。"

　　他舉例，通常情況下，超導(dǎo)現(xiàn)象出現(xiàn)在極低溫的環(huán)境中，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高壓條件下，超導(dǎo)也可在接近室溫的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。"輕元素材料是最有希望實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)的體系之一，而且通過(guò)量子調(diào)控，還有可能在接近常壓的情況下實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)，如果能將該成果應(yīng)用在實(shí)際生活中，電力輸送過(guò)程中的能耗將大大降低。"他說(shuō)，基于平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)新型材料與原型器件，探索輕元素量子材料在不同條件下的新奇物性。

　　該平臺(tái)于2020年9月開(kāi)工，2023年5月竣工。平臺(tái)建設(shè)期間，團(tuán)隊(duì)針對(duì)輕元素材料的研究就已啟動(dòng)了。5月22日，江穎還帶來(lái)一則好消息：團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型掃描探針顯微鏡并完成國(guó)產(chǎn)化，具有超高靈敏度和超高分辨率，核心參數(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該顯微鏡通過(guò)探測(cè)極其微弱的高階靜電力，首次實(shí)現(xiàn)了氫原子的成像和定位，有助于輕元素量子材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。（何蕊 白繼開(kāi)）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)能源報(bào)

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