当前位置:首页 >> 科学研究 >> 重点实验室
国家重点学科
北京市重点学科——凝聚态物理

基本概况:
  北师大凝聚态物理学科已有80多年历史。1979年以该学科为主要支撑建立了北师大低能核物理研究所和北京市辐射中心, 是1981年和理论物理学科一起被批准建立的我国第一批凝聚态物理学科博士点之一。1994年以北师大凝聚态物理学科为依托建立了射线束技术与材料该性教育部重点实验室。同年北师大低能核物理研究所(北京市辐射中心)入选科技部的首批基础性研究改革试点所。1995年北师大物理学科建立了博士后流动站,1996年入选国家理科人才培养基地。2000年被批准为一级学科博士授权点。2002年北师大凝聚态物理学科入选北京市重点学科。
  本学科有凝聚态理论、离子注入材料改性和表面界面物理、新型半导体材料与器件、导管X射线聚束技术及应用、辐射物理及应用等五个研究方向。

学术队伍:
  学科梯队中有15名教授(研究员)、21名副教授。其中有中科院院士2人、国家杰出青年基金获得者1人、国家百千万人才工程1人、教育部跨世纪优秀人才3人、北京市有突出贡献科技专家1人、北京市跨世纪优秀人才工程4人、北京市新星计划5人,有28人具有博士学位,有27人为45岁以下的青年,45岁以下的青年教授和博导有4人。
  黄祖洽院士、马本堃教授、冯世平教授为学术带头人的凝聚态理论研究方向,系统地研究了材料表面和界面、半导体量子点、量子线及相关的物理问题,揭示了半导体量子点、量子线中的一些新的物理效应和机制,为设计和制备具有优良性能的量子器件提供了一些有意义的理论依据。在原子分子层次上对于材料的结构与宏观物理性质进行计算机模拟研究,探讨了金属表面结构、表面缺陷、相稳定性、状态方程、断裂强度、声子谱、合金的溶解热、形成势及晶格常数等物理性质。完整地解释了氧化物超导材料中与掺杂有关的反铁磁长程序(磁关联),提出了能较好地处理强关联氧化物超导材料物理特性中的强关联效应的一种新的理论方法,并在这一理论框架下解释了氧化物超导材料的一些反常物理特性,包括反常的电荷动力学、自旋动力学等。在金属氢、浸润相变、非线性和分形物理研究中取得开创性成果。96年以来凝聚态理论方向在国内外发表了300 多篇高水平的学术论文,受到国际学术界的广泛关注。成果获1项国家自然科学三等奖、4项教育部科技进步奖和1项杰出青年学者奖。
  在离子注入材料改性和表面界面物理研究方向,以张荟星教授、张通和教授、陈如意教授为学术带头人,在全国最早开展了离子注入材料改性的研究,至今本学科在注入离子的种类、能量范围、束流强度、注入工艺,改性机理等方面所保持的优势一直得到国内外同行的认可。尤其是在国家863项目连续三个五年计划的资助下发展的MEVVA源成为材料表面研究和加工的有效工具。已获国家新产品证书,形成了系列产品,并已被内地和港台30多个大学、研究所和企业引进,用于表面界面物理和工业应用研究。在"九五"材料口863项目结题中,本课题被专家组评为唯一一个优秀项目。该领域研究成果,获国家自然科学三等奖1项,教育部和北京市科学技术进步奖8项,获专利7项,出版专著6部。整体处国际先进水平。刘安东教授去年又成功申请到"十五"863课题"先进低成本离子束注入工业应用研究",正在研制一台国际上最先进的强流金属离子注入机。 另外,来永春、薛文斌等开展的铝合金的等离子体微弧氧化技术是在国家863、国家基金等项目支持下发展起来的一个新的材料表面处理技术,在军工、纺织、化工、汽车、电子、航天航空、医疗器械等领域有广阔的应用情景,在其机理和应用研究中处国内先进水平。
  在新型半导体材料与器件研究方向,黄敞教授、李国辉教授等在全国最早开展了离子注入半导体材料与器件的研制,建有一条500多平方米的半导体试验线。从六十年代开始先后承担电子部、国防科工委、国家863计划项目、国家和北京市自然科学基金项目等科研任务,研制出多种新结构半导体器件,获教育部和北京市7项科技进步奖,获一项发明专利。目前正在验证黄敞教授发明的互补偶载场效应晶体管集成电路新构想,与普通的场效应管电路相比,这种新电路速度快10倍以上,而功耗仅为十分之一,可能实现微电子技术的一大突破。另外,近年来周宏余、罗晏等开展了被誉为21世纪微电子新材料的SOI材料研究, 它尤其适宜于制备高速度、低功耗、抗辐射的大规模集成电路,已被国家计委和北京市计委同时列入"十五"产业化的优先发展项目。近年来在北京新材料基地和北京桑普电器公司的资助下,和北大微电子所、信息产业部电子第48所合作在北师大低能所建成了以我国第一台国产强流注氧机LC-13为中心的SOI材料研发和产业化基地,并以推进SOI材料产业化为目标在海淀高新技术区注册了一个北方晶材科技有限公司。已申请了一项中国专利和一项美国专利。实验室固定资产已达1400万元。用SIMOX技术生产4英寸SOI硅片的工艺研究已获初步成果。韩德俊博士开展的阵列X射线探测器研究也已取得显著进展。
  在导管X射线聚束技术及应用方向,以颜一鸣教授、王大春教授、丁训良教授为学术带头人开展了导管X光学基础,导管X光透镜的理论设计与研制,开发了汇聚束透镜,平行束透镜,微汇聚束透镜等多种型号的整体X光透镜。会聚透镜能将X光的功率密度提高3个量级,在微区分析中能将探测限降低到10-13g。用于X射线衍射的平行束或微会聚准平行束透镜的X射线强度可提高上百倍。X光透镜的研制使人类对凝聚态物质的分析研究能力取得突破性进展,产品已销往德、荷、美、日等大公司、高等院校和科研院所。去年销售36台,仅荷兰菲立普公司一家就买了26台。"整体X光透镜"及相关成果获国家新产品证书,国家科技进步二等奖,教育部科技进步一等奖。德,荷,美三国发明专利,中国7项专利。另外,在国家自然科学基金首届仪器开发基金资助下研制成功的使用X光透镜的位置灵敏X射线谱仪样机的空间分辨率达30μm,能量分辨率达30eV,探测灵敏度达10-14g。今年三月由国家自然科学基金委主持召开了项目结题验收鉴定会,专家一致认为该成果“具有显著的组合创新性”。
  在辐射物理及应用研究方向,金永龄先生、谢立青教授等利用具有中子、电子、离子、X射线、γ射线等种类和能量齐全的辐射装置以及在辐射物理和应用领域有一支知识和经验丰富的队伍的优势在1979年建立了北京市辐射中心,其主要任务是重点面对北京市开展半导体材料与器件、高分子材料、生物材料、医疗用品和药品等的辐射改性、辐射消毒及其机理研究和服务。在七五和八五期间中心为北京市建立了医疗用品辐射消毒基地,就是现在的北京市射线应用中心,已发展成年产值数仟万元的一个核辐射科研和产业基地。还和北京几十家科研院所、工厂、公司企业,、郊区县社建立了固定联系提供咨询和服务。刘安东教授、李凤梅教授等在BF-5电子直线加速器上研制了一台微秒级脉冲辐解装置,开展脉冲辐解和快速反应动力学研究。除上海核子所和南京大学各有一台,这是北方地区唯一的一台可用于快速反应动力学研究的装置。辐射研究中的著名科学家,如中科院化学所的徐端夫院士,北京大学的吴季兰教授等都多次在此设备上做过实验。吴教授一人在此设备上培养过8名博士生和硕士生。陆挺教授等在国家和北京市科学基金支持下开展的低能离子注入的生物诱变效应及其机理研究也已取得重大进展。该方向二十年来获1项国家科技进步三等奖,10项教育部和北京市科技进步奖,一项发明专利。
  凝聚态物理学科目前承担了国家、省部级项目34项,国内外横向合作项目十多项。

人才培养:
  二十年来,北师大凝聚态物理学科已培养了40多名博士,240多名硕士,其中包括国家杰出青年基金获得者、全国百篇优秀博士论文奖获得者、美国总统杰出青年基金获得者等一批优秀人才。

 
版权所有:北京师范大学 地址:北京市新街口外大街19号 邮编:100875
Email: webmaster@bnu.edu.cn