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建设目标:旨在构建量子功能材料“设计-研发-验证”一体化数智平台,探索材料计算与人工智能相结合的量子材料研究的新范式。利用材料基因组技术和机器学习算法,该系统将优化模型与实验数据的对应关系,从而实现对新型量子材料的精确设计和预测。
建设目标:打造国际领先的常压-高压超导材料发现与机理研究实验平台,贯通“材料合成-物性调控-谱学测量-器件应用”全链条研究能力,重点突破常压140 K以上高温超导体、新型高温超导体系的发现、高压下新型亚稳超导相的精准合成、铜基/镍基超导机理与转变温度提升等核心科学问题。通过发展先进的薄膜合成技术、高压合成技术、开发薄膜高压测量装置等。
建设目标:构建低维功能材料研发平台,深度融合材料发现、物性调控与器件化应用的全周期创新能力。瞄准两大核心科学及应用前沿:一,面向基于非阿贝尔任意子的可扩展固态拓扑量子计算这一颠覆性技术路线,解决其底层材料基础难题;二,深度挖掘低维材料中的磁性体系、莫尔转角、异质界面结构中的磁性、拓扑、铁电、超导等量子功能特性的融合交叉创新,以及它们在高温区的应用潜能。平台将重点发展高质量二维材料与磁性异质结构的可控制备技术(可扩展生长、无污染转移与洁净界面构筑),建立莫尔超晶格与转角异质结构的高精度组装与参数化控制体系(角度/应变/层间耦合可调),并形成面向大能隙的量子反常霍尔效应与拓扑强关联体系的系统研究能力(从材料端的磁序、能带与Berry曲率工程到器件端的读出、稳定性与集成)。通过配置先进薄膜与低维材料合成装备、原子级界面构筑与转角组装装备、低温强磁场与电栅调控测量系统、以及多尺度磁结构与电子结构表征手段,形成可支撑“材料-物理-器件”的综合研发底座,为自旋电子学、低功耗存储与拓扑量子计算等国家战略领域提供关键的材料体系与原创技术方案。
建设目标:量子能源材料平台将聚焦近室温热电材料,利用高熵策略调控、多尺度分层结构设计、量子层状结构构筑及“3D电子/2D声子”调控等多种策略协同优化热电性能;结合多种先进表征手段,构建“精细结构-电声输运-热电性能”的关联图谱,阐明热电材料中多元成分的复杂耦合效应以及多级精细结构对电声输运的跨尺度调控机制,建立电声协同输运的理论模型;在高压、强磁场、极低温等极端物理条件下,揭示电声解耦新机制,构建热电性能的定量预测体系,为材料性能优化提供理论指导;攻克界面工程的关键技术,采用材料基因组方法高通量筛选并设计高强低阻的界面材料,通过原位透射电镜技术结合分子动力学模拟研究界面材料成分结构的失效机制;开发微纳器件集成工艺,实现能量转换效率和输出功率的协同提升,为微型化、柔性化能源解决方案提供技术支撑,推进热电材料在高端全固态热管理、物联网传感器自供能、探月工程中夜昼温差电池等领域的应用。
建设目标:打造国际领先的信息材料与器件研究实验平台,贯通“材料制备-器件加工-性能表征-器件应用”全链条研究能力,重点聚焦神经网络与类脑芯片、量子芯片加工制造、热电效应固态热管理、6G及未来通信技术的关键材料与器件等领域的核心科学问题。通过发展极性拓扑结构设计准则、芯片共封装和器件小型化、新型热电和6G及未来通信器件的先进材料与器件制备技术、跨尺度表征和一体化三维集成等,助力粤港澳大湾区电子信息产业的技术进步和源头创新。重点购置化学机械抛光仪、深紫外激光直写系统、半自动薄膜沉积系统等。
建设目标:打破现有各平台间的物理与机制壁垒,统筹配置、整合共享仪器设备资源,构建开放、协同、高效的公共实验平台,旨在显著提升对重大原始创新研究与核心技术攻关的支撑能力,成为实验室创新发展的“加速器”与“助推器”。