中子科学平台

团队负责人:赵金奎

职务/职称

◆ 松山湖材料实验室首席科学家、主任助理,中子科学平台负责人
◆ 中科院物理所杰出研究员
◆ 北京凝聚态物理国家研究中心首席科学家

研究方向

中子散射科学领域

主要成果/荣誉

◆ 橡树岭国家实验室成果奖
◆ 德国GKSS研究中心进步奖

团队成员

目前,团队已吸引5名资深国际中子散射专家和数名年轻骨干加入团队,并建立了中子量子材料研究、中子结构材料研究、中子软物质材料研究、中子技术研发四个主要前沿研究方向。随着人才的引进和团队的扩大,平台将继续扩展和细化研究领域和方向。

平台简介

量子材料前沿研究
该团队致力于新型量子材料的开发和研究。团队成员包括付振东和郭汉杰副研究员。

团队通过利用量子束线等先进表征手段,加深对材料物理机制的认识,进而发现材料的潜在应用,并运用理论模型设计具有更优异性质的新材料。其目的是开发具有新颖电学和磁学性质的新材料,并利用微观和宏观的固态化学手段对它们进行表征。目前团队主要的研究兴趣集中在量子和阻挫磁体,在这些关联电子体系中包含了电荷、轨道、自旋和晶格自由度,宏观性质难以预测,但却具有重要的基础研究和实际应用价值。团队研究涵盖了过渡金属氧化物、稀土氧化物、多铁性材料、自旋阻挫材料、分子磁体等,我们所开发的材料在新能源、自旋电子器件、量子计算等领域都具有潜在应用。

 团队在自旋阻挫磁学方面做出了国际领先的成绩,如自旋冰和磁单极的发现和研究。

 

结构材料前沿研究
结构材料前沿研究组由马东研究员领导和负责。马东研究员曾担任美国橡树岭国家实验室散裂中子源(SNS)的谱仪科学家,多年来致力于将中子散射技术应用于结构材料科学研究,是该领域的知名国际专家。

结构材料前沿研究组目前从事非晶合金、纳米金属、轻合金、高性能单晶/多晶合金、氧化物玻璃和锂电池材料等前沿材料的基础和应用基础研究。主要是利用国内外中子源与同步辐射光源等大科学装置所提供的原位、实时先进中子/X-射线衍射表征工具,结合计算机模拟,深入研究并理解先进材料的结构演变、相变及其与力学性能的关系,尤其是在严酷或极端条件(高应力应变与高/低温耦合)下的力学行为和使役性能,为结构材料的工程应用提供设计指导原则、材料选择和技术支撑。

 

软物质材料前沿研究
软物质材料前沿研究由王浩研究员领导和负责。王浩研究员长期在美国国家标准局及多所著名大学从事中子散射方面的工作。他的研究兴趣广泛,在多个领域有着很大的影响。

软物质材料的工作重点之一是建立和运行开放式的氘代实验室,并依托中子科学平台,利用中子散射和氘代技术,开展生物质材料和生命质分子及其衍生物等软物质的基础和应用研究。软物质组建设并维护用物理交换、化学合成和微生物培养等方法实现有机分子氘代的实验和小规模生产设施,满足以中子散射作为研究工具的软物质研究者以及生物医药公司和研究机构等对氘代材料的需求。

氘代材料可用于研究复杂软物质结构及作用机理、新型氘代药物开发、细胞代谢诊断等重要问题。氘代设施包含万级洁净间及化学、加工和测试实验室,配备多种微生物培养系统、蛋白质纯化、场流分离和基于光谱和力学分析等仪器设备;是一个集微生物培养、氘代分子生产和材料工程与表征于一体的较为完备的研发实体。

 

中子技术研发
中子技术研发向本由王采林研究员级高工领导和负责。王采林高工曾长期在橡树岭国家实验室从事中子探测器研发工作,是这一领域的专家。目前研究小组的工作重点是研究新型中子/X射线闪烁体,并设计、制造出新型高性能中子探测器系统,以改变我国在中子探测器领域‘卡脖子’的局面。具体研究内容包括:
       1、中子闪烁体材料:重点研究闪烁体生长工艺、微观结构与光学性能的关系,并以此制造出高亮度的闪烁体材料。
       2、信号处理:研究新型信号的读出及处理方法,最大限度得提高中子探测器的信噪比及分辨率。
       3、探测器研发设计:探索新型电子学读出系统、新型光子学设计及使用新型单光子光探测器,以提高探测器性价比、拓宽其应用领域。