“矢志创新发展 建设科技强国”2025年全国科技活动周和全国科技工作者日系列活动

题目1：Light-Matter Interactions of Quantum Materials in Cryogenic Tunable Microcavities

报告人：韩博 讲师 吉林大学

摘要：Light-matter interactions are essential for both the industry and our fundamental understandings on the underlying physics. In this presentation, I will introduce my recent research on novel quantum materials to exploit their advantages when interfaced with engineered states of light by using a home-built cryogenic open optical microcavity based on a closed-cycle attocube cryostat. This talk contains the following topics: (1) Angle- and polarization-resolved luminescence from suspended and hexagonal boron nitride encapsulated MoSe₂ monolayers. (2) In situ spontaneous emission control of MoSe₂-WSe₂ interlayer excitons with high quantum yield. (3) Infrared Magnetopolaritons in MoTe₂ Monolayers and Bilayers. (4) Exciton-polariton condensate in the van der Waals magnet CrSBr.

题目2：过渡金属二硫族化合物在高压下的电输运特性研究及性质调控

报告人：董青 博士后 首尔大学

报告摘要：二维层状材料因其优异的电子与光电性能受到广泛关注，已成为材料科学和凝聚态物理领域研究的热点。二维材料的物理性质对层内原子排布与层间堆叠方式高度敏感，弱范德华力赋予其结构调控的高度灵活性。过渡金属二硫族化合物（TMDs）因结构可调性、能带多样性与丰富的量子态，成为探索超导、拓扑态和器件应用的理想平台。近年来，异质双层TMDs与双层石墨烯中堆叠角调控诱导的相关绝缘态、可调超导、拓扑态等现象，引发了对层间耦合在物性演化中作用的广泛兴趣。围绕“二维材料中层间堆叠如何影响其输运行为及新奇量子态”的关键科学问题，我们利用高压这一无掺杂、可逆且高效的调控手段，系统研究了三种不同层间排布的TaS₂（1T、2H、RS）在高压下的结构与电输运性质，发现其在超导、电荷密度波（CDW）及相变行为上存在显著差异，揭示了层间耦合方式对塑造物性方面起着极为重要的作用。此外，在一种新型结构的2M-WSe₂中首次发现压力诱导的金属-半导体-金属转变及超导行为，扩展了TMDs家族中的量子态体系。进一步地，通过高压调控实现了MoS₂光伏器件中非对称金属接触的光响应增强与极性切换，为二维材料在多功能光电器件中的应用开辟了新路径。我们的系列工作不仅揭示了层间堆叠序对层状材料物性的深刻影响，还极大拓展了TMDs体系的超导研究领域，并为新型量子态与多功能器件构筑奠定了基础。

题目3：大腔体压机高温高压技术及金刚石的制备与调控

报告人：胡阔 助理研究员 吉林大学

报告摘要：大腔体压机能够产生稳定的准静水压高温高压环境，样品腔体一般在毫米级到厘米级。在材料、物理、化学、地球与行星科学，甚至深海热液区的生物学领域都有广泛应用。先进的大腔体压机及超高压技术是物质科学创新的基础，为发现新材料提供了丰富源泉。近年来，我们研究团队开发国产碳化钨压砧形变加载技术，实现了毫米级腔体实现8万大气压的空间应力加载；建立了大腔体快速压机快速加载实验关键技术，实现了在20 ms内极短时间内压力加载极限超15 GPa和增压幅度超10 GPa的极端高压环境，打破了目前国际上毫秒级增压的技术水平，是目前国际上已报道的最高的毫秒级压力加载水平的记录。研建国产6-8型通用大腔体压机，开发高效率、稳定和通用化国产碳化钨压砧超高压高温组装体，毫米级腔体室温达到约60万大气压，在同种腔体的高压产生技术水平超过目前国际已报道的实验记录，实现了国产通用大腔体压机和国产碳化钨压砧在超高压高温的关键核心技术突破。我们利用非平衡高压装置，改良和发展了腔体组装，实现了高质量、透明次晶态金刚石的“低压”合成，该合成压力是已工业化实现的压力水平，这意味着次晶态金刚石具有了工业化生产的可能性。

题目4：新型超硬碳材料的超高压制备与性质

报告人：尚宇琛 助理研究员 吉林大学

报告摘要：超硬材料（Hv>40GPa）凭借其高硬度、不可压缩性和耐磨性，被广泛应用于机械加工、能源勘探等工业领域。金刚石作为典型代表，得益于其强sp³杂化键构筑的三维网络结构，具有天然最高的硬度还兼具高热导、高载流子迁移率等多功能特性，不只在精密加工和深部钻探领域广泛应用，还成为了光电领域重要的候选材料。然而，金刚石具有极强的各向异性，在外力下易发生破坏性解理，并且强共价键特性使得对其电子结构的调控极为困难，制约了应用范围。因此，突破金刚石本征性能瓶颈，开发具有各向同性、力学性能优异、电子结构可调的新型超硬材料，成为材料与物理科学领域的重要科学目标。在本报告中，将介绍近年来团队利用自主发展的先进大腔体压机技术，以富勒烯作为构筑基元，制备新型超硬碳材料的相关研究进展。团队基于对富勒烯等低维碳材料在高压下结构和性质变化规律研究的长期积累，提出了利用富勒烯碳笼压致塌缩形成的“非晶碳团簇”这一新的构筑基元，在更高温压区间反应合成全sp³非晶碳块材的研究思路。利用大腔体超高压技术，首次成功合成出高质量毫米级近全sp³非晶碳，该材料展现出优异的力学和热学特性以及宽范围带隙可调，创下多项非晶材料性能之最，被Nature亮点评述为“材料科学的突破”。在此基础上，团队进一步通过调控富勒烯前驱体中的五/六元碳环比例，实现了sp³非晶碳结构与性能的优化设计，制备出具有更高局域有序性和更高热导率的超硬sp³非晶碳，创下非晶材料热导的新纪录。最近我们还通过理论模拟揭示了富勒烯五/六元碳环比例对非晶碳结构有序性的影响规律，并将这种策略拓展到纳米聚晶金刚石的微结构调控研究中，通过高压高温下富勒烯形成的非晶中间相，实现了含高密度位错的超硬、高韧透明纳米聚晶金刚石的制备。

报告时间：2025年5月13日（周二）上午9:00开始

报告地点：超硬实验综合楼5楼A514