从国家重大项目中找国自然的启发,尤其针对催化、超导、芯片研究者

文摘   2025-01-30 06:23   美国  
祝大家新年快乐呀
最近这两天你的过年的状态如何呢?
对比去年,今年我的状态和能量都保持得还比较稳定
是因为对比去年,我能更好的区分好我能掌控的、我受到影响的以及我需要接纳的事儿


2025年表界面科学基础重大研究计划
前面文章中我们提到过,国自然中的青年、面上项目的选题或者科学问题
可以从基金委中的重大研究计划中来寻找或者找到启发的线索
今天我们来看看上周发布的2025年表界面科学基础重大研究计划
看看我们可以学到哪些知识点呢?
首先是该项目的介绍
表界面科学涉及物质、能源和信息等众多基础学科,是催化、超导和芯片等国家重大战略需求的共性科学基础-也就是催化、超导和芯片科研工作者在写国自然本子中的科学问题时候,下层到表界面科学是一个很不错的方向
本重大研究计划针对表界面核心科学问题,开展表界面结构、电子态和物性的精密探测、精确计算和精准调控等研究-直接提到了核心科学问题,上述科学语言表达值得学习,尤其是电子态和物性
发展研究表界面的新方法、新工具和新理论,为若干未来关键技术的突破夯实科学基础,为我国高新科技的发展做出贡献。

接下来是学习核心科学问题
该项目的共性的核心科学问题涉及如下三方面

(一)界面态的探测与表征。

  发展界面精准表征新方法,建立微弱信号增强新原理,解决界面态探测难题,实现固体界面态的精密探测。

(二)界面态的理论与计算。

  探究界面不同物相间的相互作用,在微观层次阐明界面耦合机制,在时间、空间和能量等多维度对界面态进行理论描述与计算模拟

(三)界面态的设计与调控。

  揭示界面结构可控构筑的基本原理,在原子水平精准构筑界面结构,实现界面态与界面物性的定量描述和精确调控。

最后我们来看看2025年度资助研究方向

  (一)培育项目。

  围绕能源催化、界面超导和芯片器件等重大领域中与界面相关的上述共性科学问题,对于探索性强、选题新颖、前期研究基础较好的申请项目,将以培育项目的方式予以资助,优先支持以下研究方向:

  1. 界面精密探测新技术。针对掩埋于固体深处的界面难以探测这一难题,发展界面探测的新原理和新技术,实现固体界面的直接表征。针对界面探测信号微弱且难以与体相探测信号区分的难题,开发微弱信号的抽取和放大方法,实现界面的精密探测。

  2. 界面精确计算新理论。发展用于界面体系的高效算法,实现非周期、非连续和非同质的界面体系模拟。针对界面结构演化、电荷转移和能量传递等过程,建立不同时空尺度上界面相关过程动态模拟新方法,实现复杂界面体系的精确计算。

  3. 界面精准构筑新方法。发展界面体系的原子级构筑方法与技术,实现界面结构与成分的功能导向精准构筑。阐明界面的结构、成分与外场对界面态的调控机制,建立界面物性精细调控的系统方法

  (二)重点支持项目。

  依据核心科学问题和目标,对于前期研究积累较好、对总体目标有较大推动作用的申请项目,将以重点支持项目的方式予以资助,优先支持以下研究方向:

  1.表界面电荷输运的宽时域四维成像扫描电子显微镜技术。发展跨越飞秒与亚毫秒时间尺度和微纳空间分辨的四维成像技术,探索表界面电荷在时间与空间维度上的能量转移及定向传输机制,为能源催化转化研究提供技术手段。

  2.表界面光电转化微观过程的时空分辨测量方法。发展表界面亚纳米空间分辨的光电流探测与亚光学周期时间分辨的光电子探测技术,分析光激发载流子、激子和极化子的实空间或动量空间分布特征及其动力学演化规律,揭示共振激发与相干耦合在光电转化中的驱动机制,为高效光能转化与光电器件提供科学基础。

  3.界面结构的精准掺杂。构筑基于有机半导体层-掺杂剂层的界面掺杂体系,突破高效有机掺杂剂及亚微米级区域可控的界面掺杂技术,建立原子分子尺度掺杂结构与电学性质的构效关系,揭示电荷转移与库仑束缚在界面掺杂过程中的作用机制,实现有机半导体-掺杂剂界面结构的精准构筑与性能调控,为提高有机半导体的迁移率和构筑高性能功能器件奠定基础。

  4.界面电荷态的精准调控。建立界面多电荷态和高价离子态调控方法检测离子的迁移和扩散动力学行为,研究界面电荷态及其诱导的准粒子量子特性,发展描述电子关联和电声子耦合等多体相互作用的理论方法,为设计界面量子态和调控电子输运等性能奠定基础。

  5.界面驱动的材料精准生长。优化设计材料外延生长中的生长源与衬底晶格,揭示界面微观结构在多元生长环境下对材料形态与性能的影响机制,实现界面驱动的材料精准调控与高品质制备,为新型高性能器件提供界面工程与技术基础。

  6.二维有机材料的拓扑超导物态。发展基于界面调控的精准表面化学制备技术,在超导表面可控制备二维有机拓扑材料,探索超导、磁性与拓扑态之间的界面耦合机制,理解拓扑超导态中准粒子的空间分布特征及其演化规律,为高效拓扑量子计算和超导电子器件奠定基础。

  7.碳笼多态多维信息电子器件。发展碳笼分子内表面、分子-电极界面原子水平精准构筑与电学调控方法,研究界面结构成分、耦合作用以及电荷转移对器件多态形成及其性能调控的理论机制,实现碳笼晶体管的矩阵化信息电学存取功能,建立多维智能信息理论,用于高维信息电路。

  8.有机集成电路界面工程。发展有机晶体管表界面时-空分辨表征技术,揭示各功能层表界面化学结构、缺陷构成、应力分布、耦合作用和电子态与电荷输运/注入效率和稳定性之间的构效关系,建立原子级精准表界面调控方法,构筑高性能高稳定低功耗的有机晶体管及有机集成电路。

该项目的原文链接如下:

https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info94369.htm

只有独辟蹊径,才能避开竞争

从本质上看,竞争就是模仿,与他人竞争。

是因为你跟别人在做一样的事情。

但,每个人都是独一无二的

释放自己的独一无二,或许可曲径通幽……

AI时代到来的科研圈尤为如此

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