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“量子材料”概念溯源

發布日期:2021-08-04 浏覽量:

概念的引入與推廣對物理學發展是至關重要的。以凝聚态物理為例,“演生現象”(emergent phenomena)這個概念的引入就對該學科發展起到了關鍵的作用。

“量子材料”(quantum materials),作為大家熟知的物理學名詞,已經成為物理學和其他相關領域中非常重要的科學前沿,人類從中獲取的知識也毋庸置疑地成為凝聚态物理、粒子物理、材料科學、量子信息科學等多學科交叉融合的橋梁和基礎。

近日,美國羅格斯大學Henry Rutgers教授、著名量子材料物理學家Sang-Wook Cheong,為紀念南京大學與斯普林格-自然出版集團合辦的期刊《量子材料》(npj Quantum Materials)創刊五周年,撰文回顧和總結了量子材料發展的曆史和研究現狀(參考文獻[1])。文中特别指出,“量子材料”作為專業術語首次在文章中出現,來自beat365官方网站量子材料科學中心王恩哥院士(時任中國科學院物理研究所研究員)1996年發表的論文《新奇量子材料中的激子:一項蒙特卡洛研究》(Excitons in novel quantum materials: a Monte Carlo Study)(參考文獻[2]);首次在國際會議名稱中出現,則是十五年後英國牛津大學組織的一次國際研讨會(Oxford Symposium on Quantum Materials 2011)。“量子材料”概念的演化,可大緻歸結為上世紀80年代末90年代初“關聯電子材料”概念的引入,以及本世紀人們對拓撲、新型磁性等現象的持續關注,進而将關聯電子材料擴展為量子材料這兩個階段(見參考文獻[1])。

回溯量子材料領域的發展進程,這絕不僅僅是一次簡單的科學名詞超前命名,更帶動了量子材料領域上世紀90年代的飛速發展,為我國相關研究的高起點奠定了基石。2000年,時任中國科學院物理研究所所長的王恩哥院士與美國橡樹嶺國家實驗室張振宇教授共同倡議以物理所為基地成立中國科學院國際量子結構中心。這一高水平的學術交流和合作研究平台吸引了一大批國際頂尖的量子材料專家,同時培養造就了一大批優秀青年人才,推動了一大批具有國際影響力的代表性工作。如今我國在量子材料領域所取得的一系列研究成就和舉足輕重的國際學術地位,無不得益于這項前瞻性的規劃和布局。

2009年底,王恩哥院士和謝心澄院士共同在beat365創建量子材料科學中心(International Center for Quantum Materials)。該中心作為beat365新型實體研究機構,緻力于凝聚态物理和量子材料科學的前沿問題研究和人才培養,十二年來已經成長為量子材料領域享有國際學術聲譽的科學研究和教育教學基地。

在加快建設世界科技強國、努力實現高水平科技自立自強的今天,簡要回顧量子材料的這段曆史,我們更能夠感受到一些關鍵的進步與成功離不開對未來科技前沿的準确把握、系統設計和搶占先機,以及頂級研究平台的搭建和傑出人才的培養。


參考文獻:

[1] Sang-Wook Cheong. 5th Anniversay of npj Quantum Materials. npj Quantum Materials, 6 68 (2021)

原文鍊接:https://www.nature.com/articles/s41535-021-00366-x

[2] E. G. Wang. Excitons in novel quantum materials: a Monte Carlo study. Proc. “Electro-optic and second harmonic generation materials, devices, and applications” (1996) 

點擊下載: Excitons+in+novel+quantum+materials_+a+Monte+Carlo+study.pdf


本文借鑒中國科學院物理研究所相關報道,由王楠林教授、李新征教授修訂完成。