世界首個輕元素量子材料平台啟動運行

北京大學日前在懷柔科學城落地的另一個重大科學研究計畫－輕元素量子材料交叉平台啟動運作。該平台是世界上首個以輕元素系統為核心研究對象的量子材料研究平台，運行後將對輕元素量子材料進行精準製備、測量和調控，探索其在資訊、能源、生物、環境等領域的實際應用。

輕元素平台負責人、北京大學物理學院教授江穎介紹，平台設有量子材料設計與預測、量子材料精確製備、量子物性精準探測與調控、量子裝置加工與測試4個研究部門，開展從基礎理論、實驗技術、材料製備到裝置探索的全鏈條、開放式的前沿交叉研究。“我們將利用輕元素體系獨特的物理性質，實質推進量子材料的落地和應用，推動產業技術變革。”

記者了解到，該平台於2020年9月開工，2023年5月竣工，現已完成空間改造和設備安裝調試，進入初期運行階段。在此期間，專案團隊堅持邊建設、邊運行、邊研究，已產出若干重大研究成果。同時，江穎教授團隊多年來專注於發展超高靈敏度和超高解析度的掃描探針顯微鏡技術，成功研發了具有自主智慧財產權的qPlus型掃描探針顯微鏡國產化原型。目前，透過校企聯合攻關，突破多項技術瓶頸，已實現原型的國產商業化。

江穎介紹，基於高靈敏度的qPlus感測器的掃描探針顯微鏡技術可探測到極其微弱的高階靜電力，並首次實現了水分子中氫原子的直接成像和定位。實驗數據顯示，其在空間解析度和靈敏度等方面的核心參數達到國際領先水準。透過此顯微鏡，團隊現已解決凝聚態物理和物理化學領域系列基礎科學問題，相關研究成果多次發表於國際學術期刊《科學》《自然》雜誌。