活动时间：
2023年5月20日 14:00
主办单位：
Science/AAAS
The Divine Move -- The innovative structure design breaks the bottleneck of optical and electrical research
集成电路已经进入了“3 nm”芯片的大规模应用时代。而将光学和电学元件做到纳米尺度面临更大的挑战，同时也发生更“新奇”的物理现象。这些新的物理现象、新的纳米结构和器件，又有哪些潜在的应用？如何将光学元件做小而不损耗其原有性能？当尺寸和功能的博弈到达僵局时，我们迫切需要迈出影响棋局的第一步。而创新的结构设计有望成为这场博弈的“神之一手”。本期《科学》咖啡沙龙邀请了国家纳米科学中心的戴庆研究员和北京科技大学的张林兴研究员分别介绍他们最近在《科学》杂志上发表的有关纳米尺度极化激元负折射、1纳米超薄铋氧化物铁电薄膜方面的研究进展，以及背后的故事。本次沙龙的语言为汉语，将以在线直播的方式进行，请感兴趣的读者扫码填写调查问卷！
戴庆，研究员，博士生导师。现任国家纳米科学中心所务委员、科技处处长。2007年在英国帝国理工大学获得本科和硕士学位，2011年在英国剑桥大学获得博士学位，随后在剑桥大学光电子研究中心从事博士后研究工作。2012年入选国家海外青年人才计划回国加入国家纳米科学中心，主要围绕低维纳米光电材料与器件开展研究工作。先后主持重点研发计划、杰青和重大仪器等项目，以通讯作者身份发表学术论文80余篇（包括Science、Nature、Nature Materials、Nature Nanotechnology等），授权国家发明专利33件。入选美国光学会会士、英国皇家化学会会士、发展中科学院青年通讯会士，获何梁何利基金科学与技术创新奖、中国青年科技奖和北京市自然科学二等奖（排1）等。作为执行主席举办香山科学会议、ChinaNANO光子学分会等高水平学术会议。现担任Nanoscale和Nano Today期刊副主编和Nature、Nature Materials等期刊的特约审稿人。
负折射是一种反直觉的物理现象，即电磁场向“错误”的方向弯曲，具有潜在的颠覆性应用，在光学、电子学、声学和磁学等领域引起广泛关注。在过去的20年中，实现光学负折射主要依赖于人工制造的具有负介电常数和磁导率的超构材料，例如周期性金属结构和介质光子晶体等。这些结构已经实现包括可见光至微波频段的负折射，但在中红外波段实现负折射仍然具有挑战性。这是归因于块体材料存在介电响应弱、折射界面能量损失大和缺乏灵活可调性等问题。范德瓦尔斯晶体上支持的极化激元为控制中红外波段光学模式和能量带来新的突破。在本次报告中，我将展示利用范德华异质结构的拓扑极化激元实现在中红外波段的负折射效应，并进一步研究其支持的宽频段、光场局域、低损耗以及栅压可调性质。该研究为实现中红外波段的极化激元负折射提供了试了新思路，为进一步发展新的光学和热学应用，如红外超分辨率成像、纳米尺度热操纵和具有增强灵敏度的化学感测器等提供了基础。文章链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf1251
张林兴，研究员，博士生导师。2017年博士毕业于北京科技大学，同年加入北京科技大学新材料技术研究院。主要致力于铁电多功能薄膜的材料设计、结构解析和多功能性的研究；在薄膜织构-晶体结构-优化性能的内在机制与规律等方面进行探索革新。已发表SCI论文48篇， 包括Science（2篇，第一作者和通讯作者各一篇）、Nano Lett.（第一作者及通讯作者）、CEJ（通讯作者）、J. Mater. Chem. A（第一作者及通讯作者）等。申请国家发明专利6项，承担与参加国家级等项目12项。曾获中国新锐科技人物卓越影响奖、日本JSPS诺贝尔奖得主交流会Hope Meeting“最佳团队奖”、中国科协第五届“青年人才托举工程”、国家高层次人家计划青年项目、教育部“全国高校黄大年式教师团队”、研究生优秀指导教师荣誉称号等。
铁电薄膜新型结构设计
新型结构的设计不仅可以使经典的化合物产生新物态，同时可以开发出具有出众物理化学性能的新体系。铁电薄膜作为纳米电子器件的前沿材料一直备受关注，近年作者等人集中于铁电薄膜的新型结构设计，得到了一系列具有优异性能的铁电薄膜：① 超四方结构PbTiO3铁电薄膜：作者等人提出一种可简单实现晶格应变调控的新方法——“相界面应变”（Interphase Strain），在新物态大轴比PbTiO3外延薄膜中实现巨大铁电性。同时该相界面结构薄膜具有可调控的铁磁性和超快光致应变。该方法将广泛地适用于超导、巨磁阻、多铁、催化等材料领域。② 超薄层状结构外延薄膜：作者等人设计了一种新型的层状结构材料——铋氧化物薄膜，采用底成本化学法即可得到高质量的超薄外延铁电薄膜——1纳米，同时稳定呈现出高的宏观铁电极化特性。该新结构设计对原子尺度功能薄膜的制备及其高密度电子器件的发展提高新思路。③ 双钙钛矿铁电薄膜：双钙钛矿铁结构因其结构有序调控和丰富组合模式而备受关注。作者等人设计了几种结构稳定的新型双钙钛矿结构，同时探讨了其生长模式、结构有序和多功能性。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm5134
刘首鹏，研究员，Science/AAAS亚洲区外联与战略伙伴发展副总监。北京师范大学物理学本科毕业，中科院物理研究所硕士，德国康斯坦兹大学博士。曾在美国圣母大学从事博士后研究。2014年回国加入中国科学院苏州生物医学工程技术研究所。2018年作为期刊负责人，创办Science SPJ期刊BME F。现任Science/AAAS外联与战略伙伴发展副总监。
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