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广东省发展和改革委员会郭跃华副主任一行到本实验室调研指导
2024年2月28日上午,广东省发展和改革委员会党组成员、副主任郭跃华带队产业发展处一行到本实验室调研。中山大学科学研究院李一希副院长,物理学院院长、实验室副主任郭东辉教授等陪同郭跃华副主任及产业发展处陈红政处长等实地考察本实验室。 在实验室科研大楼展厅,郭东辉副主任介绍了实验室的建设进展,目前逐步形成集材料生长、样品制备、器件应用、理论解释一套系统化、完整化的体系结构等情况。郭跃华副主任对以“磁电学”为特色的学科发展方向,针对信息化产业发展,围绕磁电材料、铁电材料、低维材料、超导材料等研究工作表示肯定。 物理学院副院长、实验室副主任王猛教授介绍了高能非弹中子散射谱仪的建设规划及目前取得成果等,郭跃华副主任对实验室取得的成绩表示高度赞扬,并详细了解超导创新材料,并就有关具体问题与实验室成员进行了深入的交流和讨论。郭跃华副主任对中子谱仪等重大科研仪器应用及使用情况非常关注,表示重大科研仪器是科技创新的基本条件,也是重要的科技创新成果,推动高科技资源共享,是我们科技产业快速发展的有力支撑,希望尽早实现中子谱仪重大科研仪器设备的共用共享,产出更多的科研成果和更大的社会效益。 随后,参观了晶圆级磁电薄膜制备、半导体晶体生长等实验室,郭跃华副主任鼓励“有组织的科研,有组织的转化”,并强调,我们要加速推进科研从基础研究到技术攻关再到产业应用的进程,加快学校和企业的对接,并鼓励实验室可以与相关企业和机构合作,结合各自长处,推进发展进程,尽早实现产业化。 参观实验室后,郭跃华副主任等一行与中山大学有关单位负责人进行座谈交流。
转载|高松校长:高水平研究型大学在推动高质量发展中具有重要使命
2月18日,龙年首个工作日,广东召开全省高质量发展大会,进一步促进产业和科技互促双强,全面提升科技高水平自立自强能力。2024年是中山大学建校100周年,百年校庆是中山大学建设中国特色世界一流大学征程上的重要里程碑,也是开启下一个百年华章的新起点。中山大学作为扎根粤港澳大湾区办学的高水平研究型大学,应如何助力广东实现高质量发展?又当如何在百年校庆新征程上实现高质量发展?中国科学院院士、中山大学校长高松近期在媒体采访中回答了这些问题。中山大学校长高松院士中大如何助力广东实现高质量发展?高水平研究型大学是基础研究和基础研究人才培养的主力军,是重大科技突破的生力军和策源地,在推动高质量发展中具有重要的使命。高松说,中大将继续坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,立足广东、联动港澳、服务国家,为加快实现高水平科技自立自强作出贡献。2023年11月12日,由中山大学与中国散裂中子源合作建设的高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪正式揭牌。高质量发展的核心就是创新驱动发展,尤其是要发挥科技创新对形成新质生产力的关键作用高松认为,新质生产力有别于传统生产力,要代表新技术、创造新价值、塑造新动能,要有重大科技突破尤其是原始创新成果转化为生产力和有广泛的带动力。高水平研究型大学在推动高质量发展中具有重要的使命:首先要加强基础研究和基础研究人才培养,提高原始创新能力和人才自主培养能力,争取产生一批重大原始创新成果,加大科技创新高端人才供给;其次要进一步推进产学研结合,使科技创新成果加快转化为生产力;再次要结合国家和区域战略性新兴产业和未来产业的布局,在信息技术、生物技术、制造技术、新材料、新能源等具有广泛渗透性、带动力的领域前瞻布局,超前引领产业变革。当前,广东正在坚定不移地推进制造强省建设,建设更具国际竞争力的现代化产业体系。高水平研究型大学要进一步结合广东高质量发展的需求,助力区域创新体系的建设,推动新质生产力的加速形成。中山大学物理学院王猛教授指导学生做实验,他带领的团队于2023年发现液氮温区镍氧化物超导体,实现基础研究领域“从0到1”的突破。中大目前已形成了文理医工农艺综合发展的学科格局,持续推进科技创新,提升科技创新成果转化成效——近五年来,中大科研规模和质量持续提升,国家自然科学基金项目立项总数5179项,同比增长47.9%,集中受理期立项数连续八年全国排名前三。近五年来,中大在国家重点研发计划方面立项97项。科研经费年均增长3.7%,2021年至2023年连续三年超过40亿元,位居全国高校前列。“十四五”以来,中大年均科技合作企业1150家;与企业建立多个联合实验室,2023年科技成果转化合同金额3.5亿元,比上年增长近一倍。在创新药物、生物疫苗、医疗器械、新一代信息技术、环境资源、能源材料等领域,涌现一批高价值科技转化成果。中山大学生命科学学院苏薇薇教授团队深入开展陈皮研究,推动产生高价值科技转化成果。新的一年,中山大学将围绕落实省委“1310”具体部署,继续助力广东高质量发展。学校将从以下四个方面努力。一是面向广东人才需求,结合区域产业布局,培养更多拔尖创新人才。目前学校在广州、珠海、深圳三地办学,三个校区努力实现错位发展,学科布局分别与广州“3+5+X”、珠海“4+3”、深圳“20+8”的产业布局相对接。学校将结合广东高质量发展提出的人才需求,继续结合区域产业布局优化学科布局,以高质量学科体系建设为基础,持续提高人才自主培养能力,加大高端人才供给力度,助力区域创新体系的构建,为高水平科技自立自强贡献力量。二是面向广东科技创新需求,找准协同创新的结合点。学校将前瞻结合广东的科技和产业布局来开展前沿基础和未来技术研究,继续大力支持科技攻关,推进“有组织科研+有组织成果转化”,以应用牵引增强科技创新能力,更好服务区域创新体系建设和广东创新驱动发展。学校将围绕大湾区综合性国家科学中心建设,在广州南沙科学城推进综合类国家医学中心建设,进一步提升国家超级计算广州中心南沙分中心服务能力;在东莞松山湖科学城推进位于中国散裂中子源的中大谱仪的建设和运行;在深圳光明科学城加强中山大学深圳校区新工科和新医科建设,加强与光明科学城相关研究机构和大科学装置的联动,进一步推进“医工交叉”。三是发挥自身学科优势,提高全面服务广东经济社会发展的能力。学校将落实省委“1310”具体部署,围绕广东“百千万工程”加力提速的部署,深入推进中山大学乡村振兴联合研究院建设,进一步做好对口帮扶工作;围绕“全面建设海洋强省,打造海上新广东”的要求,加强南方海洋科学与工程广东省实验室建设,推进海洋牧场创新示范基地建设;围绕“加快文化强省建设”的部署,进一步推进岭南文化研究;围绕“建设更高水平的健康广东”的要求,继续提高附属医院诊疗能力,促进优质医疗资源扩容和区域均衡布局。四是推进高质量国际化办学,为高水平科技自立自强注入新动能。学校将服务和融入新发展格局,围绕深入推进粤港澳大湾区国际科技创新中心、大湾区综合性国家科学中心建设这一重大机遇,高质量推进国际化办学。要发挥粤港澳大湾区的支撑带动作用,加强与港澳联动,继续推进粤港澳(国家)应用数学中心、粤港澳联合实验室等的建设。要积极融入全球创新网络,努力汇聚全球创新资源,一体统筹推进教育、科技、人才三个方面的高水平国际合作,更好地为高水平科技自立自强作出贡献。中山大学为我国航空航天事业培养人才。图为中山大学航空航天学院吴志刚教授指导学生开展实验。中大如何在新征程上实现高质量发展?今年是中山大学建校100周年。学校将以此为契机,着力在人才培养、人才队伍建设、科技创新与服务经济社会发展等方面推进一系列工作。中山大学100周年校庆标识一是继续提高人才自主培养能力。继续加强基础研究人才培养,促进学科交叉,丰富培养路径,进一步做好“101计划”“强基计划”“基础学科拔尖学生培养计划2.0”;继续实施“本—硕—博”贯通培养,深化研究生分类培养改革;加强综合性、基础性、交叉性学科平台建设,更好地发挥平台的育人功能,鼓励学生尽早接触和开展前沿科学与未来技术研究。二是继续加强教师队伍建设。继续深化人事制度改革,推进实施“预聘—长聘”制度,做好高层次人才引育,加强青年科技人才培育和使用,营造潜心教书育人、静心专注学问的良好氛围。三是继续提高原始创新能力。要勇担高水平研究型大学基础研究主力军的使命,有组织推进战略导向的体系化基础研究、前沿导向的探索性基础研究、市场导向的应用性基础研究;更好对接地方产业布局,探索合作模式创新,以产业急需为导向,提高技术攻关能力,通过全链条系统化改革创新,推动科技成果转化为生产力。
广东省科学技术厅吴世文副厅长一行莅临实验室调研指导
2024年1月23日,广东省科学技术厅吴世文副厅长一行到南校园广东省磁电物性分析与器件重点实验室(以下简称“省重点实验室”)调研指导,并召开座谈交流会。中山大学副校长、省重点实验室主任郑跃教授陪同调研。省科技厅吴世文副厅长一行首先到省重点实验室科研大楼,在展厅观看中大谱仪模型,并听取了郑跃副校长介绍省重点实验室的建设框架、人员队伍、重点研究方向规划、面向国家需求及广东省信息产业需求等情况。吴世文副厅长一行又来到晶圆级磁电薄膜制备实验室、高压超导物理实验室、电子显微与微纳加工实验室、扫描探针与微纳操控实验室、磁光-拉曼光谱实验室、综合磁电物性测量实验室、半导体晶体生长实验室等实验室,省重点实验室有关负责老师和研究生认真深入地讲解了其中重点实验设备的原理和近期的科研进展情况,省科技厅领导尤其对省重点实验室磁电功能器件与芯片制备工艺创新以及镍基高温超导重要科研成果表现出浓厚的兴趣,与相关教师和研究生展开了深入的交流讨论。省科技厅领导对省重点实验室以“磁电学”为特色的学科发展方向,以高层次人才和有组织团队为支撑,构建基础理论、技术开发、器件应用全过程创新链条,开展磁电学重点方向和科学问题的基础研究攻关留下了深刻的印象。吴世文副厅长表示,在中山大学和中山大学物理学院的大力支持下,一年多来,省重点实验室有组织地凝练磁电学重点研究方向,开展了一系列扎实的工作,在磁电学领域做出优异的科研成果,成绩可喜可贺。吴世文副厅长强调,省重点实验室有关科研工作前景好,他们充满信心和期待。最后,郑跃副校长感谢省科技厅对学校重点实验室建设的大力支持和指导,并强调学校将尽一切可能大力支持基础研究。省重点实验室将面向世界科学前沿和面向国家重大需求,依托学校优势资源,按照省科技厅和学校指定的目标和要求,做好基础科学研究和应用技术研究,助力青年科研人员成长,为本省关键新兴技术领域做出成绩并注入可持续发展动力。参加调研交流的还有广东省科技厅相关领导,以及中山大学科学研究院、物理学院、省重点实验室等有关负责人。
通知公告
学术交流
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2026-04-24 10:30
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2026-04-22 10:30
报告人:沈大伟 教授(中国科学技术大学)
地点:中山大学南校园550栋二楼报告厅
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2026-04-13 10:10
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2026-04-07 16:15
科研进展
科研进展
科研进展 | 本实验室郑跃教授团队在铁电类脑器件的畴动力学方面取得新进展
基于神经形态器件构建类脑神经网络已成为多学科交叉领域的前沿研究热点,其关键在于开发能够模拟神经元和突触行为的器件。近年来,得益于铁电材料在低功耗、非挥发性和抗疲劳方面的天然优势,基于铁电极化可控演化模拟突触可塑性的神经形态器件备受关注。尽管铁电突触器件的开发和宏观表征方面已经取得了很大进展,但是铁电神经形态器件的畴动力学微观物理图像仍不清楚。此外,当前基于铁电的突触器件通常需要与其他神经元器件相结合来实现类脑功能,极大地阻碍了类脑神经网络器件向高集成和低功耗方向发展。 中山大学物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授团队采用高时空分辨原位透射电子显微镜(in-situ TEM)表征方法,系统研究了铁电突触和神经元器件中的畴动力学,揭示了铁电神经形态器件中的畴演化规律,实现了神经元和突触可塑性的同时模拟。图1 基于全铁电微结构协同演化的神经拟态单元示意图 作者首先研究了基于铁电畴形核的神经元点火行为[图2(b)中Ⅰ区域所示意],基于畴壁可控倾转和迁移的突触可塑性 [图2(b)中Ⅱ区域所示意],获得了铁电神经拟态行为中的畴动力学微观物理图像。基于铁电畴/畴壁与神经元和突触的生态相似性,提出了利用铁电畴/畴壁协同演化来同时模拟神经元和突触可塑性 [图2(c)]。图2 基于全铁电微结构的神经拟态行为:(a) 生物脑中的神经元和突触;(b) 通过纳米探针给铁电薄膜加载电脉冲(红色或深蓝色曲线),进而分别实现神经元拟态(Ⅰ区域)和突触可塑性(Ⅱ区域)的示意图; (c) 基于畴/畴壁协同演变行为来同时实现神经元和突触行为的示意图,其中插图分别为电脉冲序列(蓝色曲线),极化(橙红色)、屏蔽(蓝色)和空间电荷(黄色)的动力学时间尺度示意图 作者采用电脉冲序列精细地调控薄膜中的极化、屏蔽和空间电荷的动态失配,实现了电畴翻转模式从单畴至多畴可控转变(图3),并且相邻铁电畴之间能够通过导电畴壁可控链接。实验上,验证了基于全铁电微结构的神经形态器件结构的可行性,进一步利用相场模拟揭示了单畴到多畴演化背后的电荷动力学,为基于极性微结构进行神经形态计算提供了新思路。图3 基于畴/畴壁协同演化的神经拟态行为的原位观测:(a)施加+7.1 V、1 Hz方波脉冲序列时,电畴面积随脉冲次数(分别标记为第i个、第ii个和第iii个脉冲)的变化关系,插图为薄膜受到的电脉冲激励信号和响应电流信号;(b)分别处于ti、tii和tiii时刻对应的TEM暗场像,初始极化朝下,刻度尺为100 nm;(c)薄膜电导值与电畴面积的关联曲线(点线图) 相关研究成果于2024年6月2日以“The Investigation of Neuromimetic Dynamics in Ferroelectrics via In Situ TEM”为题发表在国际知名期刊《Nano Letters》上。中山大学为该成果的第一署名单位,物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授、张溢副教授为论文通讯作者,博士研究生吴祎玮和阳辉为共同第一作者。湖南科技大学谭丛兵副教授和中山大学陈伟津教授分别为该工作的样品制备和理论模拟提供了支持。该研究工作中的原位透射电镜表征在中山大学分析测试中心电镜平台完成,感谢中大分析测试中心电镜平台提供的支持!原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c01626
科研进展 | 本实验室郑跃教授团队在多铁性氧化物异质结方面取得新进展
磁阻(MR)是指在外加磁场时导体或半导体的电阻发生变化的现象。通常定义为[R(H)−R(0)]/R(0)×100%,其中R(H)和R(0)分别是有磁场和无磁场时的电阻率,其大小的改变可以对应于存储信息中的0和1。因此,磁阻现象在新型逻辑器件和随机存储器(MRAM)等许多应用中具有巨大潜力。近年来,在MR研究方面取得了丰富的进展,发现了越来越多具有正MR效应的材料系统,例如半导体、范德瓦尔斯异质结和氧化物材料。多铁性氧化物体系由于其电荷、晶格、轨道和自旋自由度的相互作用,为新现象的出现和调控提供了广阔的平台。 利用磁电异质结的界面工程是控制薄膜性质的高效手段。例如,铁电材料的自发极化可以通过应力与电荷实现对薄膜性能的调控。铁电材料的面外晶格常数的大小对薄膜调控起着重要的作用。在薄膜生长过程中,随着晶格弛豫会出现[100] 的刃型位错。而对面外晶格常数影响较大的[001]的刃型位错出现较少。最近,广东省磁电物性分析与器件重点实验室科研团队利用激光脉冲沉积技术制备了BaTiO3/LaSrMnO3磁电异质结。其中,铁电层BTO具有较大的面外晶格常数,通过TEM与XRD表征发现,其较大的晶格常数来源于薄膜中存在数量较多的[001] 的刃型位错。图1 BTO/LSMO磁电异质结中的[001]刃型位错基于这种较大面外晶格常数的BTO,在LSMO中诱导了正磁阻现象,并且通过磁性与输运测试发现,这种磁阻信号会受历史性的施加磁场而改变。从初始的正磁阻转变为负磁阻。在磁阻信号的转变过程中伴随着磁序的转变。此外,通过高温退火可以实现负磁阻到正磁阻的转变,该转变温度要远高于LSMO中的磁相变温度。基于此提出了正磁阻来源于LSMO中的大面外晶格常数诱导的高温电荷/轨道有序反铁磁相的机理。图2 BTO/LSMO中正磁阻效应及其磁性与输运随历史性施加磁场的改变图3 BTO/LSMO磁阻随退火温度的变化以及在磁场与退火下磁序转变示意图该成果以“Edge dislocation with [001] induced positive magnetoresistance inBaTiO3/La0.66Sr0.33MnO3heterostructure”为题发表在国际知名期刊《Acta Materialia》上。该工作由中山大学独立完成,物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃教授、张帮敏副教授为论文通讯作者,博士研究生王朝阳为第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、广东省自然科学基金、广东省磁电物性分析与器件重点实验室以及光电材料与技术国家重点实验室的大力支持与协助。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actamat.2024.120054
科研进展 | 本实验室罗鑫教授课题组在新型铁谷-铁电耦合的研究方面取得重要进展
在二维六方晶格的铁磁材料中,当时间反演和空间反演对称性被打破时,材料将呈现出外场可调的自发谷极化,因此在磁性过渡金属二硫化物中,谷电子学的研究得到了极大的促进。多铁性材料具有铁电性(FE)、铁磁性(FM)、铁弹性和铁谷(FV)等不同组合的耦合特性,近年来因其良好的物理性质和潜在的应用前景而引起了人们的极大兴趣。然而,在过去的几十年里,二维铁电和二维铁谷材料的实际应用受到了它们的稀缺性的极大限制。同时,调控方法的缺乏也阻碍了研究人员对其潜在应用的探索。近年来,滑移铁电(Sliding ferroelectricity, SFE)的提出为二维范德华(vdW)材料的多铁性探究提出了一种新的可能。 中山大学物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室郑跃团队罗鑫课题组通过第一性原理计算的方法,提出利用应变工程来控制SFE双层2H-VX2(X=S, Se, Te)中的自旋谷耦合。作者首先分析了R堆叠下三个能量极值点处的铁电极化情况,发现只有在垂直方向镜面对称性破缺的情况(AB和BA)下,VX2中才会存在自发的SFE极化。图1 双层R堆叠下VX2中的铁电性 其次,在R堆叠的双层VX2中,作者将滑动铁电性和反铁磁性结合在一起构建了四个多铁态(如图2所示),其中自旋极化和谷极化通过层数相关的自旋极化能带结构耦合在一起,四个多铁态之间可以通过外加电、磁场的方式来回切换。作者也给出了AB和BA两种堆叠方式下材料的贝里曲率分布(如图2c和f所示),为材料中的反常谷霍尔效应研究提供了参考。图2 双层R堆叠VSe2中的四态切换 此外,该研究表明,轻微的静水压会引起双层VX2(X = Se, Te)中层间反铁磁(AFM)到铁磁(FM)耦合的转变(图3d),显著影响自旋和谷自由度之间的耦合。由于层间AFM和FM耦合将对应不同的谷极化状态,因此,可以通过简单的应变场替代磁场来有效切换层间耦合状态,实现谷极化状态的切换。 为了理解这些多铁系统中不同自由度之间的耦合,作者提出了k·p模型揭示了层间滑动产生的电极化与K+和K-谷最大价带能差之间的线性关系(图3b)。同时提供了一种方法来测量SFE体中的铁电极化。基于应变、自旋、谷和电极化之间的强耦合,有可能利用应变来控制2H-VX2物性,产生净自旋电流。图3 层间滑移及垂直应变操作下VSe2中铁电、铁谷、铁磁性质的变化 该研究成果于2024年5月10日以“Strain engineering the spin-valley coupling of the R-stacking sliding ferroelectric bilayer 2H-VX2(X = S, Se, Te)”为题发表在《npj Computational Materials》上。该工作由中山大学独立完成,物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室罗鑫教授为论文通讯作者,物理学院、广东省磁电物性分析与器件重点实验室硕士生马佳瑜为第一作者。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41524-024-01288-5


