实验室简介

      超硬材料国家重点实验室是以吉林大学原子与分子物理研究所超硬材料实验室和高压物理实验室为基础建立起来。国家计委于1989年批准组建超硬材料国家重点实验室,1995年11月实验室通过国家验收并正式向国内外开放,2003年、2008年两次参加并通过国家对实验室的评估。现任学术委员会主任中科院院士邹广田教授,实验室主任崔田教授。 
  超硬材料是典型的高压相材料,在国家多个行业的产业链中起到关键作用,决定国家的工业水平,被发达国家称为“战略物资”。高压科学是超硬材料发展的科学基础和重要前沿。高压下出现的异于常态物质结构和性质的高压相是探索新材料的源泉。高压研究是获得现代国防关键数据的重要途径。实验室将围绕超硬多功能材料、常压下难以制备的新材料以及高压科学开展研究。主要方向:(1)超硬与新型功能材料的高温高压合成。研究在高温高压下合成超硬材料的物理问题和关键技术,提高超硬材料品质,探索利用高温高压等条件制备新型功能材料及常压下难以制备的新材料,推动研究成果产业化。(2)超硬多功能薄膜材料。研究超硬多功能薄膜材料关键制备技术与基本物理问题;开发与推广超硬薄膜材料在精加工刀具等方面的应用;研究其原型器件结构和制备技术,探索新材料在大功率光电器件、抗辐射耐高温半导体等高新技术领域中的应用。(3)高压对物质结构和性质的影响与高压相变。发展高压下拉曼光谱、X光衍射、红外光谱、布里渊散射、电学测量等高压原位微区测量技术,建立高压下的理论体系,探索高压下体材料和纳米材料的结构、性质及相变规律,为制备超硬和多功能高压相材料提供实验与理论依据。开展高压技术在其它学科中的研究。 实验室建设以来,科研工作取得显著进展:1、超硬与新型功能材料的高温高压合成方面。自主研发二十多种类型的高品级金刚石单晶和特种高品级工业金刚石的合成技术,进行系列应用基础研究,促进行业壮大,引领行业发展。2、超硬多功能薄膜材料方面。完善了大尺寸高品质金刚石厚膜制备技术和工艺;制备出用于大功率半导体激光器的高热导金刚石膜热沉;实现金刚石厚膜在精密加工领域中的应用。最先发现硼掺杂金刚石厚膜的超导特性,确定超导转变温度和零电阻温度;在金刚石基宽带异质结性能标定、能级模型和载流子输运特性研究方面取得突破;系统地给出高硬度碳氮(CNx)膜生长、结构及相应的场发射特性;实现了金刚石单晶气相外延生长,制备出了大尺寸金刚石单晶。3、高压对物质结构和性质的影响与高压相变方面。发现金属钠在200万大气压转变为“透明”的宽带隙绝缘体。发现碘新分子晶体相。解释存在于碘和溴的高压原位拉曼光谱中观察到两个新的振动模式。两种不同键长的分子内共价键共存于同一体系中,对理解分子解离、金属氢的研究有重要指导意义。在实验室构建的超高压下原位物质结构分析和性能测试实验平台和高压理论计算平台上,发现了压力能有效提高热电材料热电效率等多种新的高压效应;观察到高温高压下液液一级相变、压致等结构金属化相变等新的相变;揭示以往多种物质中难以确定的压致相变的物理机制;首次实现C60纳米棒以及碳纳米管内C60的压致共价键聚合,获得常压方法难以得到、具有优异性质的新型准一维纳米材料。这些重要的研究进展和成果在Nature、PNAS、Physical Review Letters等期刊发表了一批高质量论文,连续多年荣获省部级科技奖,并获得一批发明专利,提升了实验室的科研能力。
   实验室以开放课题、国际合作、访问学者、主办国际会议促进开放交流。中国科学院物理研究所等多个科研单位承担了实验室的开放课题,与美国华盛顿-卡内基研究院等国际著名研究机构长期保持良好的合作关系,主办“高压材料国际学术邀请会”等国际会议,每年来自美国、瑞典、德国、韩国的高级访问学者来室参加会议或在实验室组织的“
物质科学前沿论坛”作报告。在依托单位吉林大学的有力支持下,实验室的长期奋斗目标是主要研究方向达到国际先进水平、若干研究领域达到国际领先水平。学术上做出重要原创性工作,促进学科发展,将实验室建设成为在国际上有重要影响的超硬多功能材料和高压科学的研究中心。推动科研成果产业化,为提高我国超硬材料行业的科技水平、增强国际竞争能力和实现可持续发展做出贡献。

  地址:长春市前进大街2699号,吉林大学超硬材料国家重点实验室(邮编130012)
  电话:0431-85168881
  传真:0431-85168881
 E-MAIL:sklshm@mail.jlu.edu.cn

 

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