河北省新型薄膜材料實驗室

河北省新型薄膜材料實驗室始建於2002 年，2004 年12 月納入河北省重點實驗室管理序列。現任學術委員會主任為邢定鈺院士，實驗室主任是李有成教授。

基本介紹

• 中文名：河北省新型薄膜材料實驗室
• 始建於：2002 年
• 納入：河北省重點實驗室管理序列
• 實驗室主任：李有成教授

單位名稱

河北省新型薄膜材料實驗室

依託單位

河北師範大學

地 址

石家莊市裕華東路 113 號

研究方向

目前實驗室已形成五個相對穩定且各具特色的研究方向:1 ）材料的計算機模擬與設計。磁性納米糰簇的結構和磁矩預測；過渡金屬- 半導體混合團簇的結構和特性探索) 貴金屬團簇的奇異結構和催化作用機理探索；電子相干輸運和自旋相關輸運研究；2 ）磁性功能薄膜材料研究。主要研究磁性功能薄膜材料的結構、磁學與輸運性質，包括：摻雜鍺矽碳IV 族半導體的結構與性質；Si(Ge) 納米晶磁有序形成與機理研究；載流子摻雜ZnO 基稀磁半導體的結構與性質；3 ）低維凝聚態理論研究。主要研究低維體系中的物理現象，發現新的物理規律，發展相應的物理理論，指導設計與開發新的功能材料和器件。研究內容主要包括有機半導體材料、納米器件中的光、電子過程和磁性理論等；4 ）納米結構和自旋相關輸運性質研究。研究內容包括：量子阱、量子線和量子點中的束縛能；量子點和隧道結的輸運性質；量子結構中的散粒噪聲；原子層石墨的輸運特性；5 ）材料微結構及納米體系物理研究方向。主要研究鈣鈦礦結構和尖晶石結構氧化物的微結構、磁學、輸運和磁熵變性質；新型納米雙相硬磁材料的製備和性能改進；新型多鐵材料研究；新型熱電材料研究。

主要研究成果

“ 十一五” 以來，實驗室研究人員發表三大檢索論文共254 篇，其中SCI 論文176 篇，影響因子大於3.0 的高水平論文28 篇；獲得授權發明專利3 項；獲得河北省科學技術獎（自然科學）一等獎1 項，二等獎1 項，三等獎2 項。主要研究成果如下：

1 ．量子通訊與量子計算中若干問題的研究

研究了量子克隆在量子計算中的用途，給出了使用機率克隆方法克隆用於貫徹量子計算任務的量子態所能達到的最佳克隆係數的解析解。研究成果在Journal of Physics A 上發表後，被評選為2004 年英國物理學會出版社發表的所有文章中，17 篇最佳論文之一。

2 ．有機共軛聚合物的物理特性研究

揭示了極化子的運動速度與量子相變之間的關係，闡明了光生載流子的形成機理，進一步認識了聚合物/ 聚合物界面在有機電致發光器件中起著非常重要的作用等。

3 ．低維半導體結構中激子和複雜激子的量子特性

重點研究了低維半導體結構中電子態、雜質態、激子態以及複雜激子體系的量子特性，外加磁場和壓力等對其性質的影響；半導體微結構中粒子的有效質量和介電常數的失配性對其性質的影響。

4 ．金、硼新型納米管的理論預測

研究發現Au37,42,47 納米管狀結構具有較高的結構穩定性；在國際上首次預言了42 個金原子組成的大的、中空納米管結構是具有比密積結構更強穩定性的基態結構。2008 年12 月25 日 ，英國Nature 出版公司的Nature Asia Materials 的研究亮點欄目(Research highlight ) 以題為“Nanostructures: Hollow gold nanotubes” 對該項工作進行了介紹。

5 ．半導體薄膜的結構與磁學性質研究

解決了C 在Si/Ge 中的固溶度極低的問題；提高了過渡元素的摻雜濃度，阻止化學相分離、控制雜質相的產生；在亞微米尺度分析摻雜元素在半導體中分布情況。

6 ．ABO3 型鈣鈦礦結構材料中離子分布和自由能研究

提出了陽離子分布與化合價關係的量子力學勢壘模型；提出了ABO3 型材料晶胞體積隨溫度變化關係的自由能擬合方法；提出了由於A1-xBO3 型鈣鈦礦結構A 位間隙大於B 位間隙，因而在A 位基本不存在空位的觀點，糾正了多年來一些學者關於在A1-xBO3 型鈣鈦礦結構A 位空位含量隨x 的增大而增加的錯誤觀點。

隊伍建設

實驗室有固定研究人員30 人，其中高級職稱28 人，中級職稱2 人；博士生導師14 人，博士學位獲得者20 人；具有國外學習工作經歷者16 人；省管優秀專家1 人，享受國務院特殊津貼1 人，河北省有突出貢獻的中青年專家2 人，河北省自然科學一等獎獲得者（前3 名）1 人。

實驗條件建設

實驗室有建築面積1950 m 2 ，其中科研用房1750 m 2 ，辦公用房200 m 2 。儀器設備總值5327 萬元；其中30 萬元以上儀器設備27 套，用於實驗研究的大型設備儀器齊全。

近三年，實驗室新增物理性能測試系統、X 射線衍射儀、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、核磁共振波譜儀、計算機群等大型儀器設備價值2400 多萬元，基本達到同類實驗室先進水平。其中32 節點(2*Intel 5160 CPU/ 節點) 的曙光高性能運算伺服器，配備了VASP 、Gaussian03 、Wien2K 等科學計算軟體，成為河北師範大學第一個高性能計算中心，並成為校內科研工作理論計算的開放性平台。

開放與交流

實驗室與中國電子科技集團公司第十三研究所、中科院北京天文台等多家科研機構開展了科研合作與學術交流； “ 十一五 ” 期間邀請22 人次 國內外知名專家、學者來實驗室講學， 派出講學3 人次，承辦了5 次大型國際、國家學術會議 。