国家973项目申请书 超高压下凝聚态物质的新结构与新性质
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附件1:973计划重大科学问题1、新型高温超导材料和物理研究(依托现有项目重组)研究内容:研究并提出非“电-声子耦合”的全新型超导配对机制,发现新型超导材料体系,突破77K液氮温度下应用瓶颈。
2、量子芯片和全量子网络(依托现有项目重组)研究内容:探索量子芯片的制备、操作和测量等新技术,研制3-4量子比特的量子芯片。
建设4-8个节点的量子网络,实验传递量子信息、开展网络量子算法等。
3、人类智力和创造力的神经基础(依托现有项目重组)研究内容:智力/创造力的基因组及遗传学基础,神经环路的形成、精确化及可塑性的研究,智力/创造力的神经环路分析,智力/创造力在人类中和在非人类灵长类模型中的比较研究。
4、替代贵金属的纳米催化材料(依托现有项目重组)研究内容:以煤化工和石油化工过程中涉及的替代贵金属的纳米催化材料为核心,致力于催化活性位纳米结构与催化性能科学本质的揭示、纳米结构择优取向设计与控制、贵金属催化剂的替代与纳米催化剂的性能强化等。
5、突破22纳米特征尺寸的集成电路新原理和新技术(依托现有项目重组)研究内容:致力于解决后22纳米集成电路的新原理、新结构器件、功耗、互连技术、新工艺技术等方面的关键科学问题,发展可以大规模集成的后22纳米时代集成电路的核心技术。
6、高效低成本新型光伏材料与器件(依托现有项目重组)研究内容:构筑新型环保光伏材料,实现全太阳光谱利用,设计新型太阳电池结构,努力将太阳电池的制造成本降至0.5美元/瓦以下,薄膜电池效率20%以上,使之实现与常规能源发电成本相当。
7、人工合成生物体系(受理项目申报)研究内容:重要模式微生物基因组的最小化、功能分析和人工合成,光合作用与人工叶片,重大生物基产品的生物合成途径创建与人工细胞工厂等。
8、诱导多功能干细胞(iPS)猪与小型猪疾病模型(受理项目申报)研究内容:创建高效生殖系嵌合猪的胚胎与诱导多能干细胞系(ES/iPS),创制iPS猪;创制具有特异组织与器官缺陷性的医用猪品系;创制基于猪iPS细胞的小型猪疾病模型和可用于移植的人工替代器官。
・科学论坛・本文于!""#年$$月%日收到&非共识项目的设立给基础研究源头创新带来新希望周忠祥$刘志国!($哈尔滨工业大学物理系,哈尔滨$’"""$;!哈尔滨工业大学凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨$’""(")[摘要]通过科学基金“地表柯石英的模拟合成及其形成机制的研究”项目的评审、批准和研究的具体实例,阐明基金评审制度改革,设立非共识项目的政策,极大地鼓励和推动了基础研究的原始创新。
[关键词]基金评审制度,非共识项目,源头创新,地表柯石英模拟合成与意义每当科学上提出一种创新的思想,必然会有不同的意见,有的甚至是针锋相对截然相反的意见,这在科学发展进程中是司空见惯的现象。
如果在项目评审中,采取一票否决,那就无异于从政策上宣判创新思想的“死刑”。
多年来,国家自然科学基金委员会(以下简称基金委)进行了项目评审制度的改革[$],改变了一票否决的作法,提出采取积极措施妥善处理“非共识项目”,保护和鼓励创新思想,并且提出应该宽容失败的思想,营造有利于创新的宽松研究环境[!,)],极大地鼓舞了科学工作者的源头创新勇气。
与此同时,对有些有重要研究基础的个人和集体所提出的有原始创新性思想,同行中认识有分歧甚至受到反对的项目,设立了“非共识项目”,给予经费上的支持,因而从制度、政策和物质条件上给予保证,极大地扩展了科学工作者获取原始创新的大好机遇,也为青年科学研究工作者创造了原始创新实践锻炼的良好环境。
我们从一个长期进行自然科学研究并在$%()年就获得科学基金资助的苏文辉教授的亲身研究经历中,深深感受到基金委这一改革的重大意义。
$%%’年,苏文辉教授根据他们发现的脆性钙钛矿氧化物在高压高温作用下有的缺陷不是消失而是出现缺陷数量增殖的重要现象[*—+],预言将会在认识地球科学的一些重大问题中,如地震产生的岩矿结构、能量和质量输运以及触发机制等问题产生重要的影响,因此在$%%+年以“压致结构缺陷对地幔钙钛矿物质的微结构及性质影响的研究”为题,跨学科申请了项目。
项目名称:超高压下凝聚态物质的新结构与新性质首席科学家:田大学起止年限:2011.1至2015.8依托部门:教育部二、预期目标本项目的总体目标:在超高压下凝聚态物质的新结构与新性质前沿领域做出重要原创性的工作,获得一批国际水平的研究成果,形成我国有特色的高压科学研究体系,造就一支具有创新思维的中青年高压研究队伍,使中国高压研究的总体水平进入国际先进行列,进一步提升在国际高压界地位。
五年预期目标:为完成总体目标,集中进行以下几个方面的研究工作:1)超高压下凝聚体系的金属化与奇异性能,2)超高压下强关联体系中价电子的行为,3)超高压下纳米限域体系的结构演化,4)超高压下的化合物半导体的电输运与新效应,5)超高压下亚稳相的截获与材料的微结构及性能调控。
揭示超高压下纯氢以及富氢体系中分子的解离机制,探索可能产生金属氢的新途径,实现压制金属化;获得不同压力-温度-组分空间中,新型含3d、4d、5d关联体系的结构特征和奇异物性,揭示超高压关联体系材料磁、电和介电的物理机制和晶体及电子结构起源;总结在纳米尺度、空间受限条件下压致分子体系的键合规律;揭示高压下准一维纳米体系的结构演化以及力学、电学等性质随压力的变化规律;揭示化合物半导体的结构、电输运行为与其特殊功能性质之间的在联系,诠释高压下电子驰豫、平均自由程、有效质量的新涵以及各物理量之间的在联系及其规律;在新型材料的超高压合成方面,由唯象研究上升到注重在物理本质的探索,获取截获高压亚稳相的新方法及规律性认识。
合成出3d、4d、5d族3种以上Mott有序化和Stoner型磁电新材料、3-5种有代表性高致密化超细微结构的高性能块体材料。
预期的科学研究成果:拟在SCI收录的国外著名学术刊物上发表论文300篇以上,撰写1-3部专著,申报高水平的奖励3-5项,申请发明专利15-25项。
同时培养高压领域的拔尖人才以及学术带头人,培养博士研究生50名、硕士研究生200名。
国家自然科学基金学科分类目录及代码表国家自然科学基金学科分类目录及代码表A 数理科学数学 A01基础数学 A0101应用数学 A0102计算数学与科学工程计算 A0103力学 A02一般力学 A0201固体力学 A0202流体力学 A0203交叉与边缘领域的力学 A0204物理学Ⅰ A04凝聚态物性I:结构、力学和热学性质 A0401凝聚态物性Ⅱ:电子结构、电学、磁学和光学性质 A0402原子和分子物理 A0403光学 A0404声学 A0405物理学Ⅱ A05基础物理学 A0501粒子物理学和场论 A0502核物理 A0503核技术及其应用 A0504粒子物理与核物理实验设备 A0505等离子体物理 A0506B化学科学无机化学 B01无机合成和制备化学 B0101丰产元素化学 B0102配位化学 B0103生物无机化学 B0104固体无机化学 B0105分离化学 B0106物理无机化学 B0107同位素化学 B0108放射化学 B0109核化学 B0110有机化学 B02有机合成 B0201金属有机及元素有机化学 B0202 天然有机化学 B0203物理有机化学 B0204生物有机化学 B0206有机分析 B0207应用有机化学 B0208物理化学 B03结构化学 B0301量子化学 B0302催化 B0303化学动力学 B0304胶体与界面化学 B0305电化学 B0306光化学 B0307热化学 B0308高能化学 B0309计算化学 B0310高分子化学 B04高分子合成 B0401高分子反应 B0402功能高分子 B0403天然高分子 B0404高分子物理及高分子物理化学 B0405 高分子理论化学 B0406 聚合物工程及材料 B0407分析化学 B05色谱分析 B0501电化学分析 B0502光谱分析 B0503波谱分析 B0504质谱分析 B0505化学分析 B0506热分析 B0507放射分析 B0508生化分析及生物传感 B0509联用技术 B0510采样、分离和富集方法 B0511化学计量学 B0512表面、微区、形态分析 B0513化学工程及工业化学 B06化工热力学和基础数据 B0601传递过程 B0602分离过程及设备 B0603化学反应工程 B0604化工系统工程 B0605有机化工 B0607生物化工与食品化工 B0608能源化工 B0609化工冶金 B0610环境化工 B0611环境化学 B07环境分析化学 B0701环境污染化学 B0702污染控制化学 B0703污染生态化学 B0704理论环境化学 B0705全球性环境化学问题 B0706C 生命科学基础生物学 C01微生物学 C0101植物学 C0102动物学 C0103生物化学和分子生物学 C0104生物物理学与生物医学工程学 C0105 神经生物学 C0106 生理学 C0107心理学 C0108细胞生物学及发育生物学 C0109遗传学 C0110生态学 C0111农业科学 C02农业基础科学 C0201农学 C0202畜牧、兽医学 C0203蚕桑、养蜂学 C0204水产学 C0205林学 C0206医学与药学 C03预防医学与卫生学 C0301基础医学 C0302临床医学基础研究 C0303药物学 C0304中医药学 C0305D地球科学地理学、土壤学和遥感 D01综合自然地理学 D0101地貌学 D0102应用气侯学 D0103水资源与水文学 D0104冰雪、冻土学 D0105经济地理学(含历史地理学) D0106 城市地理学 D0107生物地理学 D0108区域地理 D0109区域可持续发展 D0110土壤地理学 D0111土壤物理学 D0112土壤化学 D0113土壤生物学 D0114土壤肥力 D0115土壤侵蚀与水土保持 D0116遥感成像机理 D0117遥感信息处理 D0118遥感信息模型与方法 D0119资源环境信息系统 D0120测绘学 D0121污染物表生行为及环境效应 D0122 区域环境质量演变 D0123人类活动与环境效应 D0124环境演变与对策 D0125地质学 D02古生物学(含古人类学) D0201地层学(含磁性地层学) D0202矿物学 D0203岩石学 D0204矿床学 D0205沉积学(含现代沉积、沉积地球化学、有机地球化学) D0206 石油、天然气地质学 D0207煤田地质学 D0208第四纪地质学 D0209前寒武纪地质学与变质地质学 D0210构造地质学 D0211大地构造学 D0212水文地质学 D0213工程地质学 D0214数学地质学 D0215地热地质学 D0216遥感地质 D0217环境地质 D0218地球化学 D03同位素地球化学 D0301微量元素地球化学 D0302岩石地球化学 D0303矿床地球化学(含有机地球化学) D0304同位素年代学 D0305实验地球化学 D0306天体化学与比较行星学 D0307地质化学新技术、新方法 D0308环境地球化学与生物地球化学 D0309E材料与工程科学金属材料学科 E01金属结构材料(不包括原料和构件等) E0101金属基复合材料 E0102金属非晶态、准晶和纳米晶材料 E0103极端(超高温、超高压、强辐射等等)条件下使用的金属材料E0104 金属功能材料 E0105金属材料的合金相、相变及合金设计 E0106金属材料的结构与缺陷 E0107金属材料的力学行为 E0108金属材料的凝固与结晶学 E0109金属材料表面的材料科学问题 E0110金属腐蚀与防护的材料科学问题 E0111金属磨损与磨蚀的材料科学问题 E0112其它学科 E0113无机非金属材料学科 E02人工晶体 E0201玻璃材料 E0202结构陶瓷 E0203功能陶瓷 E0204水泥与耐火材料 E0205碳素材料与超硬材料 E0206无机非金属类光电信息与功能材料 E0207无机非金属基复合材料 E0208半导体材料 E0209无机非金属类电介质与电解质材料(含各类电池材料) E0210无机非金属类高温超导与磁性材料 E0211古陶瓷与传统陶瓷 E0212其它 E0213有机高分子材料学科 E03塑料 E0301橡胶(弹性体) E0302纤维 E0303涂料 E0304粘合剂 E0305高分子助剂 E0306聚合物共混与复合材料 E0307特殊与极端环境下的高分子材料E0308 有机高分子功能材料E0309生物医用高分子材料 E0310智能材料 E0311仿生材料 E0312高分子材料与环境 E0313高分子材料结构与性能 E0314高分子材料的加工与成型 E0315其它高分子材料 E0316冶金与矿业学科 E04资源开采科学与工程 E0401钻井科学与工程 E0402地下空间工程 E0403矿山岩体力学与岩层控制 E0404矿物工程与物质分离科学 E0405冶金原理与冶金物理化学 E0406冶金反应工程学 E0407钢铁冶金科学与工程 E0408有色金属冶金科学与工程 E0409材料制备加工科学与工程 E0410粉体工程与粉末冶金 E0411海洋、空间冶金及其它资源利用 E0412 冶金化工与设备 E0413 特殊冶金与冶金新技术、新方法 E0414 安全科学与工程 E0415 资源循环科学 E0416矿冶生态与环境工程 E0417资源利用科学与其它 E0418机械工程 E05机构学与机器人 E0511传动机械学 E0512机械动力学 E0513机械结构强度学 E0514机械摩擦学与表面技术 E0515机械设计学 E0516机械仿生学 E0517微/纳机械学 E0518零件成形制造 E0521零件加工制造 E0522制造系统与自动化 E0523机械测试理论与技术 E0524微机电系统制造 E0525制造科学其他交叉领域 E0526工程热物理 E06工程热力学 E0601内流流体力学 E0602传热传质学 E0603燃烧学 E0604多相流热物理学 E0605热物性与热物理测试技术 E0606可再生与替代能源利用 E0607工程热物理与其它领域交叉 E0608 电工学科 E07 电磁场与电路 E0701电工材料学 E0702电机与电器 E0703电力系统 E0704高电压与绝缘 E0705电力电子学 E0706脉冲功率技术 E0707放电理论与放电等离子体 E0708电磁兼容 E0709超导电工学 E0710生物电工学 E0711新的发电技术与节电技术 E0712建筑环境结构工程学科 E08建筑学 E0801城乡规划 E0802建筑物理 E0803环境工程 E0804结构工程 E0805岩土与基础工程 E0806交通工程 E0807防灾工程 E0808水利学科 E09水工结构 E0901水力学 E0902水文、水资源 E0903河流、海岸动力学及泥沙研究 E0904 岩土力学及地基基础 E0905 环境水利 E0906农田水利 E0907水工新材料 E0908水力机械 E0909F信息科学电子学与信息系统 F01信息理论与信息系统 F0101信号理论与信号处理 F0102电路与系统 F0103电磁场与微波技术 F0104电子离子物理、材料与器件 F0105 生物电子学 F0106 可靠性技术理论与应用 F0107计算机科学 F02理论计算机科学 F0201计算机软件 F0202计算机系统结构 F0203计算机外围设备技术 F0204计算机应用基础研究 F0205中国语言文字信息处理 F0206自动化科学 F03控制理论 F0301工程系统与控制 F0302系统科学与系统工程 F0303模式信息处理 F0304智能系统与知识工程 F0305机器人学及机器人技术 F0306半导体科学 F04半导体材料 F0401微电子学 F0402半导体光电子学 F0403半导体其他器件 F0404半导体物理 F0405半导体化学 F0406半导体理化分析 F0407光学和光电子学 F05光学信息处理 F0501光电子器件 F0502光信息传输 F0503激光 F0504非线性光学 F0505红外技术 F0506光谱技术 F0507技术光学 F0508光学和光电子学材料 F0509交叉学科中的光学问题 F0510G 管理科学管理科学与工程 G01运筹与管理 G0103决策理论与技术 G0104对策理论与技术 G0105行为心理与管理 G0106组织行为与组织理论 G0107管理系统工程 G0108工业工程 G0109管理信息系统与决策支持系统G0110 互联网管理理论与技术G0111评价理论与技术 G0112预测理论与技术 G0113数量经济分析理论与方法 G0114复杂性研究 G0116其它 G0118工商管理 G02企业战略管理 G0201企业理论 G0203企业人力资源管理 G0204企业财物管理 G0205企业运作管理 G0207企业技术管理 G0208项目管理 G0209其它 G0212宏观管理与政策 G03宏观经济管理与战略 G0301 金融管理与政策 G0302财税管理与政策 G0303产业经济管理 G0304农林经济管理 G0305公共管理与政策 G0306科技管理与科技政策 G0307 可持续发展与管理 G0308 城镇与区域发展管理 G0310 政府管理 G0311其它 G0312。
项目编号:密级:公开国家重点研发计划项目任务书项目名称:所属专项:指南方向:推荐单位:专业机构:项目牵头承担单位:(公章)项目负责人:执行期限:至中华人民共和国科学技术部2016年05月25日填写说明一、任务书甲方即专业机构(项目管理方),乙方即项目牵头承担单位(项目承担方)。
二、任务书通过“国家科技计划管理信息系统公共服务平台”,按照系统提示在线填写。
三、任务书中的单位名称,请按规范全称填写,并与单位公章一致。
四、任务书要求提供乙方与所有参加单位的合作协议,需对原件进行扫描后在线提交。
五、任务书中文字须用宋体小四号字填写。
六、凡不填写内容的栏目,请用“无”表示。
七、乙方完成任务书的在线填写,提交甲方审核确认后,用A4纸在线打印、装订、签章。
一式六份报专业机构签章,其中专业机构留存三份,项目推荐单位、项目牵头承担单位和项目负责人各一份。
八、涉密项目请在“国家科技计划管理信息系统公共服务平台”下载任务书的电子版模板,按保密要求离线填写、报送。
九、《项目申报书》是本任务书填报的重要依据,任务书填报不得降低考核指标,不得自行对主要研究内容作大的调整。
《项目申报书》和本任务书将共同作为项目过程管理、验收和监督评估的重要依据。
项目基本信息表一、项目目标及考核指标、评测方式/方法请填写下表。
项目目标、成果与考核指标表备注:1.“项目目标”,应从以下方面明确描述:(1)项目研发主要针对什么问题和需求;(2)将要解决哪些科学问题、突破哪些核心/共性/关键技术;(3)预期成果;(4)成果将以何种方式应用在哪些领域/行业/重大工程等,并拟在科技、经济、社会、环境或国防安全等方面发挥何种的作用和影响。
2.“对应的课题(任务)”,指将由项目内哪些课题(任务)支撑取得某项成果。
3.“考核指标”,指相应成果的数量指标、技术指标、质量指标、应用指标和产业化指标等,其中,数量指标可以为论文、专利、产品等的数量;技术指标可以为关键技术、产品的性能参数等;质量指标可以为产品的耐震动、高低温、无故障运行时间等;应用指标可以为成果应用的对象、范围和效果等;产业化指标可以为成果产业化的数量、经济效益等。
项目名称:超高压下凝聚态物质的新结构与新性质首席科学家:崔田吉林大学起止年限:2011.1至2015.8依托部门:教育部二、预期目标本项目的总体目标:在超高压下凝聚态物质的新结构与新性质前沿领域做出重要原创性的工作,获得一批国际水平的研究成果,形成我国有特色的高压科学研究体系,造就一支具有创新思维的中青年高压研究队伍,使中国高压研究的总体水平进入国际先进行列,进一步提升在国际高压界地位。
五年预期目标:为完成总体目标,集中进行以下几个方面的研究工作:1)超高压下凝聚体系的金属化与奇异性能,2)超高压下强关联体系中价电子的行为,3)超高压下纳米限域体系的结构演化,4)超高压下的化合物半导体的电输运与新效应,5)超高压下亚稳相的截获与材料的微结构及性能调控。
揭示超高压下纯氢以及富氢体系中分子的解离机制,探索可能产生金属氢的新途径,实现压制金属化;获得不同压力-温度-组分空间中,新型含3d、4d、5d关联体系的结构特征和奇异物性,揭示超高压关联体系材料磁、电和介电的物理机制和晶体及电子结构起源;总结在纳米尺度、空间受限条件下压致分子体系的键合规律;揭示高压下准一维纳米体系的结构演化以及力学、电学等性质随压力的变化规律;揭示化合物半导体的结构、电输运行为与其特殊功能性质之间的内在联系,诠释高压下电子驰豫、平均自由程、有效质量的新内涵以及各物理量之间的内在联系及其规律;在新型材料的超高压合成方面,由唯象研究上升到注重内在物理本质的探索,获取截获高压亚稳相的新方法及规律性认识。
合成出3d、4d、5d族3种以上Mott有序化和Stoner型磁电新材料、3-5种有代表性高致密化超细微结构的高性能块体材料。
预期的科学研究成果:拟在SCI收录的国内外著名学术刊物上发表论文300篇以上,撰写1-3部专著,申报高水平的奖励3-5项,申请发明专利15-25项。
同时培养高压领域的拔尖人才以及学术带头人,培养博士研究生50名、硕士研究生200名。
三、研究方案1)学术思路:在前期973项目建立的多项高压技术的基础上,突出创新,发现新现象、新物质,创建新理论,形成有特色的高压科学研究体系。
将若干个有重大科学意义的国际高压科学前沿基础问题作为重点,通过跨领域的紧密合作,在某课题上再利用动高压对静高压的补充作用,集成优势攻关。
从构建研究体系入手,本着从常规体系到强关联体系、从小尺寸到体材料的原则,选择具有代表性、倍受关注的物质体系作为研究对象,确定高压相结构,获得超高压下的相变过程与规律。
利用超高压下原位测量实验和高压理论,深入认识超高压下典型凝聚态物质新的原子空间分布和新的电子状态以及微观相互作用规律,揭示物质结构与性质的高压调制、演化过程以及截获特殊的高压相。
2)技术途径:实验途径:利用高压原位x光衍射实验,研究高压下凝聚态物质的结构;利用金刚石对顶砧集成测量电路,研究超高压下的原位电导率、阻抗谱和霍尔效应等电输运性质;利用原位高压光谱学方法研究物质的电子结构,声子状态以及光学性质等;利用高压Mossbauer谱、X光非弹性散射方法,研究原子电子状态的变化;采用大体积高压设备如六面顶压机和二级推进压机,开展系统的高温高压合成实验研究,合成出理论上设计出的新型高压相材料。
利用冲击波动高压原位结构与性能的探测,对静高压研究进行补充,实现热力学多路径高原位研究。
通过对多实验系统的综合协调来实现同一环境下的多物理量测量,实现准确的物理参数表征,构建物理量之间的客观联系。
理论途径:利用蒙特卡罗、分子动力学、从头算分子动力学等方法研究超高压力下凝聚态物质的结构、结构相变及其动力学过程;利用第一原理的密度泛函理论,研究高压相的能带结构、态密度、电子状态的变化,以及光学、电学以及力学等性质等。
3)创新点与特色:(1)研究体系的构建:从常规体系到强关联体系,从小尺寸到体材料,选择具有代表性的、倍受关注的凝聚态物质作为研究对象,研究体系物理现象丰富。
(2)研究方法和技术:利用我国自己发展的、拥有自主知识产权的、国际领先的高压实验方法与技术和表征手段,进行多种高压下原位、微区、精密的物质结构和性质的测量。
项目组率先建立了世界上第一台激光加热原位高温高压Raman 光谱实验系统,国内唯一的激光加热原位高温高压同步辐射与常规X光衍射实验系统以及高压布里渊散射等实验系统,拥有能够同时进行高压下物质结构和弹性、电学、光学等物理性质研究的、世界上先进的集成原位超高压技术。
特别是在前期973项目的支持下建立并完善了具有国际先进技术水平高压原位电学及磁学测量技术,建立的可开展超高压高温合成的六八型二级推进高压高温合成装置,大大提升用于高压高温合成新材料的压力上限和创造新材料的可能。
我们邀请到我国动高压专家加盟本项目,研究方法和技术得到了进一步的扩充与发展。
利用冲击波产生动高压,选择热力学可控的新的研究路径进行高温高压研究,为取得重大突破提供了新的途径。
(3)研究思路:利用压力对物质微观结构特有的调控作用,深入认识凝聚态物质的结构、电子状态、物理性质及其本质联系,发现高压下的新现象和新规律。
找到常规条件无法发现的新的高压相,为合成新物质提供科学依据和理论指导。
在金属氢等重大科学问题的研究方面有独特的思路,将利用:静高压与其它极端条件结合、通过动高压尝试热力学可控的新的研究路径、利用纳米限域与高压的综合效应,探索新的研究之路。
(4)科学问题:研究内容是当前高压领域的热点和基础前沿问题。
在电子状态、原子间键合方式及其动力学过程等深层次上开展物质压力效应的系统研究,能够揭示压力效应的物理本质。
4)取得重大突破的可行性分析:(1)高压下物理量的原位测量,是高压科学赖以生存和发展的基石。
高压科学研究水平的高低,强烈依赖于高压下原位物理量测量技术的先进程度。
微型金刚石对顶砧实验技术的突破,使得在实验室中可产生百万大气压以上的静态压力的同时,能在高压条件下直接原位测量物质的结构和性质。
参加研究的单位包括二个国家重点实验室、一个国防科技重点实验室和一个国家正负电子对撞中心同步辐射高压站,拥有国际先进和完备的高压实验条件,还自主发展了国际领先的实验方法与技术,如激光加热高温高压拉曼光谱与X光衍射的原位测量方法、超高压下的瞬态测量和高灵敏高选择性测量技术、新一代集成高压技术,新六八型二级推进型超高压高温合成装置,这些实验条件,有的已经成功应用到前期973项目中,有的是在前期973项目中得以完善和发展的,为本项目的完成提供了可靠的技术保障。
同时,也大大提高了做出国际领先、原创性成果的可能性。
(1)选择的研究体系是凝聚态物质科学中倍受关注的对象,展现出的物理现象十分丰富,存在许多机遇与挑战,极有希望取得突破性进展。
如对产生金属氢新机制的探索、新型关联体系的超高压研究等,为获得有影响的重要创新成果,提供了新的途径;纳米材料是当前的研究热点,超高压条件的介入,为创新成果的出现增加了新的机会。
(2)在超高压条件下揭示物质宏观性质与微观电子结构的关系,是一个非常活跃的新领域,容易产生原创性的科研成果,可能形成重大突破。
前期973项目的研究中,已经取得这方面的主要成果,例如我们发现金属钠在高压的作用下改变成了新的结构,从而变成了透明的绝缘体,发表在Nature杂志上。
(3)通过研究凝聚态物质的相变规律,找到常规条件无法发现的新的高压相,再截获高压相,制备出新材料,是产生新物质的有效途径。
在前期的973项目支持下,我们已经利用高压方法成功地制备出一些全新的高压相化合物,包括新型关联体系、新型超硬多功能材料等。
在这个他人涉足不多的新领域,用自己研发的新的方法与技术,可以寻找出更多的高压新相材料。
(4)承担单位有长期的合作基础,曾完成了多项科研任务,包括前期973项目,取得了一批重要研究成果。
有一支以年轻人为主、知识结构合理富有科技创新能力的研究队伍,具有丰富的研究经验,能掌握超高压凝聚态物质研究领域的趋势和前沿,发展了有自己特色的实验方法与技术,并且与国际高压界有良好的学术交流和紧密合作。
本项目研究涉及到高压物理、材料科学、化学等多学科,不同学科的交叉融和,多种实验手段和技术的优势互补,能够针对同一问题进行多方位的协同研究,有利于获得原创性的科研成果。
5)项目组织形式采用973项目管理的成功经验,由首席科学家负责,集中管理,分工实施,组织跨学科、跨单位的联合攻关。
6)可行性分析(1)高压下物理量的原位测量,是高压科学赖以生存和发展的基石。
高压科学研究水平的高低,强烈依赖于高压下原位物理量测量技术的先进程度。
微型金刚石对顶砧实验技术的突破,使得在实验室中可产生百万大气压以上的静态压力的同时,能在高压条件下直接原位测量物质的结构和性质。
参加研究的单位包括二个国家重点实验室、一个国防科技重点实验室和一个国家正负电子对撞中心同步辐射高压站,拥有国际先进和完备的高压实验条件,还自主发展了国际领先的实验方法与技术,如激光加热高温高压Raman光谱与X光衍射的原位测量方法、超高压下的瞬态测量和高灵敏高选择性测量技术、新一代集成高压技术,新六八型二级推进型超高压高温合成装置,这些实验条件,有的已经成功应用到前期973项目中,有的是在前期973项目中创建、完善和发展的,为本项目的完成提供了可靠的技术保障。
同时,也大大提高了做出国际领先、原创性成果的可能性。
(2)选择的研究体系是凝聚态物质科学中倍受关注的对象,展现出的物理现象十分丰富,存在许多机遇与挑战,极有希望取得突破性进展。
如对产生金属氢新机制的探索、新型关联体系的超高压研究等,为获得有影响的重要创新成果,提供了新的途径;纳米材料是当前的研究热点,超高压条件的介入,为创新成果的出现增加了新的机会。
需要强调的是项目的研究是我们前期973项目的继承和发展,多个课题都是在前期取得的成果和建立的基础之上展开的,所选择的研究对象关联性很大,在完善的研究平台的支撑之下,完全有能力在更为宽广的压力温度区域和组分尺度范围开展和完成各个课题的任务,取得重大突破。
(3)在超高压条件下揭示物质宏观性质与微观电子结构的关系,是一个非常活跃的新领域,容易产生原创性的科研成果,可能形成重大突破。
前期973项目的研究中,已经取得了多项重要成果,例如我们发现金属钠在高压的作用下改变成了新的结构,从而变成了透明的绝缘体,发表在Nature杂志上。
(4)通过研究凝聚态物质的相变规律,找到常规条件无法发现的新的高压相,再截获高压相,制备出新材料,是产生新物质的有效途径。
在前期的973项目支持下,我们已经利用高压方法成功地制备出一些全新的高压相化合物,包括新型关联体系、新型超硬多功能材料等。
在这个他人涉足不多的新领域,用自己开辟的已经成功的新方法,可以寻找出更多的高压新相材料。