上海科技大学物质科学与技术学院2024年物质科学
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/_QZ4X1U5O6Iz_UG_v4W7uQ上海科技大学物质科学与技术学院2024年物质科学暑期学校暨全国大学生夏令营通知上海科技大学物质科学与技术学院拟于2024年7月15日-19日和22日-26日分批举办“物质科学暑期学校暨全国大学生夏令营”活动。活动内容丰富,形式多样,包括物质科学总体介绍、分学科讲座、研究方向介绍、导师座谈、团建活动、大科学装置参观、优秀营员选拔等。目前活动已经吸引了众多优秀学子参加。为了让更多优秀学子有机会参与该项活动,现启动第二轮报名。欢迎国内各高校相关专业大三年级优秀本科生报名参加!报名截止日期:2024年7月9日报名链接: https://gadmission.shanghaitech.edu.cn申请条件:国内各高校(包括但不仅限于)物理学、化学、材料科学、生命科学、光电器件、能源、化工、药学、环境和冶金等相关专业基础知识扎实并对物质科学研究感兴趣的大三年级优秀本科生。激励政策:1. 学院将为营员提供活动期间的食宿;2. 非在沪高校的家庭经济困难学生,凭证明材料,经申请批准,可报销一定额度的城市间交通费;3. 为学员发放纪念品;4. 物质学院大学生夏令营活动将根据参与者的综合表现,择优颁发优秀营员证书,优秀营员将作为物质学院2025年研究生录取的重要参考,若优秀营员获得推免资格,且通过教育部推免服务系统申请我院推免生,同时符合我院推免生招生要求,经学院招生委员会审核、依据招生规模从高分到低分拟录取为2025级入学硕士研究生,额满为止。物质科学暑期学校暨全国大学生夏令营具体安排:暑期学校目前已经邀请了多位资深学者做讲座,全方位介绍物质科学的研究和前沿进展,目前已经确定的部分讲座内容与报告人如下:物态调控的半导体红外材料与空间应用报告人:陆卫讲座报告内容在半导体红外光电子物理和材料领域,尤其是在我国空间对地观测科技制高点上,通过深入研究物态调控的物理机理,并将这些新机理应用于半导体红外探测材料与器件,可以形成具有变革性特征的红外探测技术。本报告通过介绍这一领域的最新发展,展示了物理和材料学科在我国空间高科技发展中的作用。个人简介陆卫教授长期从事半导体光电子物理和材料研究,聚焦我国科学卫星与新技术卫星对空间红外光电子新材料和器件的迫切需求。基于他在量子结构材料、亚波长光电调控等基础研究方面提出的新机理,研制出多种新型的空间光电子器件,并已应用于我国卫星有效载荷中。陆卫教授曾获2014年国家自然科学二等奖(排名第一)、2011年国家技术发明二等奖(排名第一)以及中国专利优秀奖(排名第一)1项。他发表了290余篇SCI论文,被引用超过1万次,出版专著2部,并获得80余项发明专利授权。作为负责人,他承担过国家重点研发计划、基金委创新群体项目、基金委重大项目等。目前,他正负责基金委国家重大科研仪器项目。大科学装置与上海科技大学报告人:刘志上海科技大学副教务长、大科学中心主任、物质科学与技术学院副院长、物质科学与技术学院常任正教授材料化学与物理化学现代理论计算与人工智能在多相催化中的运用报告人:胡培君个人简介1993年获英国剑桥大学博士学位2004年起任英国贝尔法斯特女王大学教授2009年当选为爱尔兰皇家科学院院士2023年加入上海科技大学物质学院 研究方向计算与理论催化、AI 在多相催化研究中的运用、催化剂的理性设计、电池与新能源材料等分子乐高与空气经济学报告人:章跃标讲座报告内容空气是人类赖以生存的物质基础。其中,O₂维持人体呼吸,CO₂是光合作用原料,N₂是固氮和合成氨来源;含量极低的稀有气体是医疗、发光、集成电路等不可或缺的工业特气。如何在空气中低能耗、高选择性地捕集目标气体分子是未来空气经济学的关键技术之一。框架化学通过强的键合作用将分子砌块组装成结构明确的纳米多孔建筑,利用功能基元、纳米限域空间、多层次界面调控等手段实现多功能的定制、优化和集成,已成为精准创制新物质和新材料的重要平台。本讲座将介绍如何通过分子“乐高”化学构建具有高比表面积和定制纳米孔道,以及烟道气碳捕集、沙漠空气制水、能源气体存储、稀有气体分离等能力的多孔新材料,为未来绿色能源和化工产业需求提供新技术。个人简介章跃标,现任上海科技大学物质学院党总支书记、研究员、博导、常任副教授;国家优青、上海市领军人才、上海市优秀学术带头人。2011年博士毕业于中山大学;2011-2015年在美国加州大学伯克利分校等从事博士后研究;2015年加入上海科技大学物质学院,任课题组长。主要从事多孔框架材料与碳中和能源应用。曾获广东省自然科学一等奖、上海市青年五四奖章、上海市教卫系统优秀共产党员、广东省优秀博士学位论文、教育部博士研究生学术新人奖,担任《结构化学》和《纳米研究》青年编委、上海市化学化工学会无机化学专委会委员、中国化学会高级会员、英国皇家化学会会员等学术兼职。有机化学与化学生物学物质科学与生命科学的交叉研究报告人:季泉江讲座报告内容物质科学与生命科学的交叉研究推动了生物技术的变革,分子药物的发现和生物材料的开发。本报告将介绍物质学院生物交叉方向的主要研究方向、研究重点和跨学科研究成果。着重介绍物质学院近年来在基因编辑、合成生物学、单细胞生物学、生物材料等方向的重要研究成果并探讨未来研究方向。相信物质科学与生命科学的交叉融合将会在未来的科研和应用上持续扮演关键角色,并带来对人类健康和科技进步有意义的突破。个人简介季泉江,上海科技大学教授、研究员。2009年本科毕业于南京大学;2014年博士毕业于芝加哥大学;2014-2016年在加州大学伯克利分校从事博士后研究;2016年2月加入上海科技大学,相继任助理教授、副教授、教授。长期从事基因编辑核酸酶发掘、机制、进化与应用研究。开发了系列具有自主知识产权的微型基因编辑系统Cas12f、Cas12n;建立了完善的微生物基因组编辑平台,被广泛索取、使用与验证。研究成果发表于Nature Catalysis、Nature Chemical Biology、Molecular Cell等期刊,并申请20余项国际/国内专利。2016年获得“青年海外高层次人才”资助;2019年获得基金委优秀青年科学基金资助;2021年获中国化学会青年化学奖;2024年获中国化学会生命化学奖。目前担任PLoS Genetics编辑。 分子智造之绿色愿景 报告人:李智教育及工作经历2002-06 中国科学技术大学 学士2006-11 美国芝加哥大学 博士2011-14 美国西北大学 博士后2015-21 上海科技大学 助理教授2021- 上海科技大学 副教授(T)获奖与荣誉2002 高中化学奥林匹克决赛银奖2012 Reaxys PhD Prize Finalist2015 海外高层次人才引进计划2018 Thieme Chemistry Journal Award2020 中国科学院教学成果二等奖研究兴趣与方向新原料:可再生资源转化与绿色化学新催化剂:路易斯酸开发、手性催化剂开发新反应:合成方法开发及机理研究新产品:功能有机化合物合成与应用能源材料与信息材料材料结构、制备及在锂电池的应用报告人:刘巍讲座报告内容锂离子电池已经普及在小型移动电子设备,便捷了人类的生活方式。但是,目前的锂离子电池无法满足在电动汽车和大规模储能等方面的要求。本报告介绍锂离子电池的前世今生,目前遇到问题和挑战。从材料科学角度出发,如何设计材料,优化结构和制备方法,提升锂电池的性能。个人简介刘巍,上海科技大学物质学院长聘副教授、研究员、博士生导师。2008年获北京师范大学理学学士学位,2013年获清华大学工学博士学位,2011-2012年在日本东京大学交流访学。2013-2017年在斯坦福大学从事博士后研究。研究工作涉及固态离子材料在储能和环境等方面的应用,包括固态锂电池、离子筛分膜、电致变色器件和忆阻器等。至以通讯/一作身份发表论文包括Nature Energy、Nature Commun、Adv Mater等70余篇,授权8项中国和1项美国发明专利。受邀担任Nature、Nature Commun等五十余家期刊审稿人。入选国家级海外青年人才计划和上海市青年科技启明星计划,主持国家自然科学基金青年基金和教育部产学合作协同育人项目等,担任国家重点研发计划“纳米科技”重点专项子任务负责人。入选2021年科睿唯安高被引科学家。 从原子制造到原子智造报告人:赵爱迪讲座报告内容原子是构筑物质世界的最基本单元。从结晶形成矿石到自组织形成生命体,元素周期表中不同元素的原子通过精确有序、非常“智能”的组合构成了各种精巧的晶体结构和生物分子,这背后仿佛有一种无形的力量在驱动。在此启发下,如果我们能够主动的去开展原子制造,在原子尺度上精确设计和定制物质和材料,将有望突破自然界构筑物质的极限,实现各种具有独特功能的新奇物质和新材料,为人类科技树的进一步点亮提供物质基石。那么,什么是原子制造?目前有哪些方法和技术可以实现原子制造?如何理解生命体这一最复杂最“智能”的原子制造?薛定谔的“负熵”概念今天我们怎么重新解读?原子制造真的可以走向完全智能的原子智造吗?让我们在本报告中与赵爱迪教授一起探索从原子制造到原子智造之路。教育及工作经历2001年本科毕业于中国科学技术大学,获应用物理学学士学位;2007年获中国科学技术大学凝聚态物理学博士学位;2008-2009年任美国加州大学伯克利分校化学系访问学者;2012年起任中科大博士生导师;2019年加入上海科技大学物质科学与技术学院任副教授、研究员、博导。获奖与荣誉2006年获中国科学院院长特别奖,2007年获中国科学院优秀博士论文奖,2008年获全国百篇优秀博士论文奖;2011年入选中国科学院青年创新促进会会员;2014年获中国科学院杰出科技成就集体奖(主要完成者);2013年获王宽诚育才奖;2016年入选中国科学院青年创新促进会优秀会员;2018年获平凡基金教育奖;2019年入选中国化学会元素周期表青年化学家。研究兴趣与方向本课题组主要通过高精度的原位分子束外延和范德华外延技术、高分辨的描探针显微学及其谱学方法实现新型量子材料及其界面的原子精度制造并建立微观原子结构与宏观量子效应的构效关系。另一方面,近年来的研究表明,催化和能源材料中的量子效应比之前设想的要重要很多。量子效应和界面量子行为对低维结构的催化和能源材料的影响是本课题组的另一重点研究方向。凝聚态物理与光子科学拓扑量子材料-从拓扑数到拓扑量子计算报告人:柳仲楷讲座报告内容凝聚态物理的主要研究对象是由大量粒子组成的体系,探索它们形成的探索新奇物相、理解其中的相变规律等。基于“对称性”和“序参量”的朗道相变理论被认为是凝聚态中物相的终极理论,直到拓扑量子物态被实验发现。拓扑量子物态由数学中的拓扑不变量定义,具有对外界微扰稳定,体-表对应电子态等重要物性。从整数量子效应实验发现至今,已发现相当多的拓扑量子物相和物性,如拓扑绝缘体、拓扑半金属及拓扑超导体等,拓扑量子物态已成为凝聚态物理的研究焦点与前沿。并蕴含低能耗电子器件、拓扑量子计算等重要应用前景。在本报告中,我将简要介绍拓扑量子材料概念,研究历史和现状,并将介绍物质学院拓扑物理实验室的基本情况和研究方向。个人简介柳仲楷,上海科技大学常任副教授,研究员,万人计划领军人才,2006年于清华大学数理基础科学专业获理学学士学位;2014年于美国斯坦福大学获得物理学博士学位;2014年至2015年在英国钻石同步辐射光源从事博士后研究;2015年7月加入上海科技大学物质科学与技术学院。研究方向为开发并利用角分辨光电子能谱技术研究先进材料电子结构。在拓扑量子材料、低维量子材料物相探索及电子结构研究等方面取得代表性成果。包括拓扑狄拉克半金属、外尔半金属、磁性拓扑绝缘体及拓扑超导材料等。发表包括Science, Nature及其子刊,PRL等在内期刊论文百余篇。凝聚态物理的微观实验方法报告人:薛加民讲座报告内容凝聚态物理研究物质的宏观性质,但是这些性质很大程度上是由其微观电子和晶格结构决定的。如何从微观上对这些现象进行研究是凝聚态物理的核心之一。在本次报告中,我们将介绍凝聚态物理中常用的微观测量手段,即各种基于扫描探针的方法,以及一些代表性的成果。物质学院在扫描探针领域具有强大的科研能力。多个课题组开展相关研究。我也将为大家介绍这些课题组各自的主要研究内容和特色。个人简介薛加民,物质学院课题组长,博士生导师。2006年于中国科技大学获得本科学位,2012年于美国亚利桑那大学获得博士学位。2014年加入上科大任课题组长。在扫描探针器件输运方面开展工作。在高水平期刊发表论文20余篇,主持国家基金三项。入选国家青年人才项目和上海市科技启明星。一个世纪的超导物理报告人:贺文宇讲座报告内容超导现象是指材料在低于某一温度时电阻变为零的现象,其发现迄今已有超过百年的历史。自1908年荷兰物理学家昂内斯发现超导至今,超导展现的宏观量子效应、超导的物理机制以及超导潜在的应用前景一直吸引着一代又一代物理学家的探索。本报告将回顾超导发现的历史,概述超导相关的宏观量子现象,并初步介绍针对超导的唯象描述和BCS理论。同时,报告人将介绍近年来超导在二维量子材料中的最新发现和进展。个人简介贺文宇博士2013年本科毕业于北京师范大学物理学系,2018年博士毕业于香港科技大学物理学系,并在香港科技大学物理学系担任博士后研究员至2020年。随后,他赴麻省理工学院在Patrick A. Lee教授组担任博士研究员至2022年。在2022年4月,他加入上海科技大学物质科学与技术学院担任助理教授、研究员。贺文宇博士的研究领域集中在凝聚态物理理论,主要以二维过渡金属硫化物、双层转角石墨烯和二维莫尔超晶格体系等二维量子材料为平台,应用量子场论、平均场近似和群论对称性分析等方法研究拓扑态、超导态和电子强关联物理。贺文宇博士的研究内容关注预言二维量子体系中的新物性和新物相,以及对实验中观测到的新现象提供物理解释。贺文宇博士在Nat. Phys.、Nat. Mater.、Nat. Commun.和Phys. Rev. Lett.等期刊上发表论文 30余篇。通过定制原位表征设备发展新质生产报告人:杨永讲座报告内容表面物化过程在新质生产力发展中具有无可替代的重要性。多数的相关过程在需要高温高压极端条件,是技术发展难以逾越的鸿沟。在讲座中我们将结合常规表征手段,介绍高压高温条件下的光谱和成分前沿表征分析平台和方法,同时开发数据收集和快速处理能力并建立标准化操作,并基于DFT计算的微观动力学模拟研究表面反应机理,获得对复杂过程的机理认识。在活动中将穿插绿色能源和芯片制造工作中的应用介绍在这些实验方法。 个人简介上海科技大学 副教授 博士生导师 1997年毕业于复旦大学物理系,2002年在美国佐治亚州立大学获得物理学博士学位。毕业后先后在加州大学圣巴巴拉分校及太平洋西北国家实验室从事博士后研究工作。回国前任华盛顿大学研究员。2004-05年在加大圣巴巴拉分校期间,先后加入McFarland和中村修二(2014年诺贝尔物理学奖)工作组,分别参与金钛模型催化剂结构活性研究与设计氮化铝单晶/合金的氢化物气相外延生长 (HVPE)反应装置,并成功生长出最早的高质量氮化铝晶体。2006年后加入太平洋西北国家实验室及华盛顿大学Charles Campbell 教授工作组,合作开发红外和质谱稳态反应同位素瞬态过程动力学分析(即SSITKA)装置。2013年9月加入上海科技大学物质科学与技术学院,任助理教授,2021年转为终身教职,继续深入开展模拟工业条件下的催化反应特别是碳一反应的机理研究。目前我们还在与芯片研发企业合作,拓展相关优化方法。主办单位上海科技大学(简称上科大)是由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设的一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学,入选国家“双一流”建设高校,位于上海浦东张江高科技园,是上海科创中心建设的重要力量。物质科学与技术学院(简称物质学院)依托张江大科学装置集群、上海市高分辨电子显微学重点实验室、拓扑物理实验室、上科大材料器件中心等一流科研设施,打造卓越的教学平台和宽松的科研环境,旨在通过科教融合培养新一代创新型、复合型人才。现有物理、化学、材料科学与工程三个学科,其中“材料科学与工程”入选国家“双一流”建设学科名单。物质学院围绕新材料、能源、环境、健康等前沿领域开展学科交叉研究,致力于解决国家长远发展的核心科学问题。设立了光子科学与凝聚态物理、化学与物理生物学、系统材料学三大研究部及大科学平台发展研究部,拥有材料科学与工程、物理学、化学3个一级学科学术博士和硕士学位授权点,以及材料与化工专业硕士学位授权点。现面向全国高等院校招收物理、化学和材料科学与工程专业学术型和材料与化工专业型研究生。师资队伍与研究方向物质学院师资力量雄厚,拥有国内外顶尖的学科带头人,以及高水平的中青年学术带头人和学术骨干。目前,常任教授已有98位,绝大多数具有海外留学背景或工作经历,近半数获得了国家级人才计划,大部分教授获得了上海市人才计划,是一支思想活跃、朝气蓬勃、团结奋进的科研队伍!按照研究方向划分,目前学院有10个创新群体。凝聚态物理理论与计算创新群体凝聚态物理理论与计算创新群体聚焦强关联电子体系、拓扑物态、超导物理、莫尔超晶格、量子磁性、器件物理、软物质、非平衡物理、第一性原理计算等凝聚态物理主要方向,针对各类新奇量子材料体系(如莫尔超晶格、超导材料、拓扑材料、量子磁性、纳米材料等)、软物质体系(如水)、量子器件体系的多种物相和物性进行理论计算研究。研究手段涵盖各类主流理论计算方法,发展和开发了国际领先的理论模型、计算方法和软件包。光子学创新群体光子学创新群体以大科学装置和强场超快光学为代表,涵盖光学基础、交叉和应用研究。主要领域包括强场、超快、微纳、集成和阿秒光学等。目前有16位PI成员,其中1位院士,1位国家级人才,5位国家级青年人才和6位上海市人才计划入选者。集群主持或参与国家重大基础建设、科研仪器研制项目、科技部重点研发项目、中国科学院重大科技基础设施专项、自然科学基金项目和上海市科委项目。近五年在Nature、Science及其大子刊上发表约14篇论文,在PRL、PRX、Nat. Commun.、Sci. Adv.、Light S&A、Optica、PNAS等期刊上发表约80篇论文。实验凝聚态物理创新群体实验凝聚态物理创新群体针对强关联电子体系、拓扑物态、非常规超导、莫尔超晶格、量子磁性、低维材料、半导体材料、软凝聚态物质、量子器件、非线性及超快光学现象开展从材料制备到物性表征的全链条研究。高压及常压条件制备的材料类型涵盖单晶、薄膜、异质结器件及各种新颖结构如转角体系,研究手段包括常压及高压下输运、基于先进光源的(纳米)角分辨光电子能谱、(低温、强磁场)扫描隧道显微镜、磁力显微镜、先进X射线散射、中子散射、飞秒激光等先进非线性光学技术,致力于理解新颖材料及器件的物理运行规律、发现具有基础或应用价值的重要物理性质,并不断开发更全面、更细致研究凝聚态材料体系微观世界的新技术和新方法。生物交叉创新群体生物交叉创新群体是一个集物质科学、生命科学和信息科学高度交叉的研究群体。该群体运用物质科学中的研究思维和方法,致力于挑战生命科学和大健康领域的重要科学和技术难题;围绕生物中心法则和生物大分子及材料,开发新的生物技术和方法、新的药物(例如新的抗生素)、新的生物工具(例如基因编辑工具)。近年来在微型基因编辑器等领域取得了重要成果。分子智造创新群体 分子智造创新群体有10名教授。他们的研究涉及:复杂天然产物的全合成和生物功能调控 ;有机催化动力学拆分和去对称化新策略和新方法,实现多样化手性骨架的不对称构建 ;有机硼及药物化学,发展含硼及功能分子的高效合成方法;利用光、电、过渡金属等手段产生自由基中间体,实现有机分子的重组、编辑;面向更安全、更高效、更绿色环保的化学反应,设计和发现路易斯酸催化剂。过渡金属催化合成药物及能源转化 ;有机磷新化学/新结构的开发;复杂结构高分子材料设计和制备;基于单体设计的自由基聚合等高分子化学。新材料创制与表征创新群体 新材料创制与表征创新群体聚焦人工智能与材料研发的前沿交叉,以功能应用为导向,发展机械化学、流式化学等合成新策略,构建有机-无机、有序-无序、材料-生物等新界面,观测动态原位多层级新结构,拓展自动化高通量新关联,以多层次、多尺度、多维度的构筑和演化,实现材料性能优化和功能集成,以多层次、多尺度、多维度的构筑和演化,实现材料性能优化和功能集成,推动数据驱动新材料研发的范式变革。结构与物理化学创新群体结构与物理化学创新群体招收对无机化学、物理化学感兴趣的本科生和研究生,探索物质科学的自然运行规律。幽微穷究,道征相参,群体以基于第一性原理的计算化学、专用和特有的先进表征技术、模型材料和反应体系的设计构筑为研究方法,针对气-固、液-固、气-液等表界面结构,围绕物质和能量转化的宏观场景开展表征和模拟,探索物质状态和变化的底层物化原理。能量转换材料创新群体 基于无机、有机以及杂化材料,结合人工智能辅助材料与器件结构设计、载流子和缺陷结构模拟、大科学装置微观结构与电子结构表征,发展原创能源转换材料体系和器件结构, 制备高性能太阳能电池、光催化、电催化和发光器件,实现高效光能、电能和化学能之间的转换,解决能源和环境等领域面临的挑战。近年来在低维结构光电转换材料体系等领域取得了重要进展。电子信息材料创新群体电子信息材料创新群体面向集成电路、光电检测、热电转换、柔性器件等电子信息领域的核心材料需求,利用物理、化学及电子工程的跨学科研究手段,致力于发展新材料制造范式(如合成电子学、脉冲激光沉积、法拉第3D打印、生物材料组学等)和新原理功能器件的开发,为下一代芯片技术的开发提供变革性方案。近年来微纳电子和探测器等领域取得重要进展。能源储存材料创新群体能源储存材料创新群体的成员学术背景多元化,涵盖物理化学、电化学、材料化学、高分子化学、电子显微学等,针对储能材料复杂且高度交叉的研究特点,围绕电池材料中最关键的几个科学问题,展开跨学科协同的系统性研究工作,研究内容包括正极材料、负极材料、电解质材料、电极电解质界面和全电池体系等,并着重强调各个电池组分之间的协同性和关联性。点击“阅读原文”,直达研招报名评分系统欢迎扫码 关注我们