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        在“211工程”三期实施过程中,根据现有的科研力量、研究方向和研究特色,我院组织了5支在国内有一定影响力的学术创新团队。另外,我院还有2支省级“115”产业创新团队。在“211工程”三期实施过程中,根据现有的科研力量、研究方向和研究特色,我院组织了5支在国内有一定影响力的学术创新团队。另外,我院还有2支省级“115”产业创新团队。随着国家2011学术振兴计划的实施,我院在现有材料科学与工程、物理学、光学工程等学科基础上,联合中国科学技术大学部分实验室、中国科学院多个研究所和安徽地方高校、大企业积极申报了并组建安徽大学“微弱信号感测材料与器件集成”协同创新研究中心。

 

        (一)  5支校级学术创新团队

        1、光电感测技术(带头人:俞本立教授)

        以国家光电子领域中长期发展战略为主要方向,同时,结合安徽省光电子行业的发展需求,展开具有重大应用价值和应用前景的技术研究。并充分利用安徽省光电感测技术工程技术研究中心对科研成果工程化、产业化的有力支撑,有力推动安徽省光电产业的发展。

        (1)激光与光纤传感系统研究方向

         以激光/光纤传感技术为基础,围绕与公共安全领域相关的光电信息传感系统研究与开发,重点研究超窄线宽光纤激光器的稳频技术,近红外波长窄线宽光纤激光器的放大,气体、液体危险品运输的实时监测,石油行业相关的管道安全监控,非接触式酒精浓度检测技术等,相关技术研究成果可广泛应用于国家和社会公共安全领域和部门,可产生良好的社会和经济效益。

        (2)红外成像及传感技术研究方向

         以工业电炉实效监测与优化为目标,主要开展红外热像、光谱分析等光电监测手段在炉内物料热工实效监测及物料成分、炉膛气氛分析等方面的应用研究,重点突破设备高温防护、抗强电磁干扰、信息识别、提取与输出等技术关键,力争在研发基于低成本光电感测器件的工业电炉专用热像及光谱分析设备上取得突破,以利技术成果的普及应用。

        (3)光纤光源及光波导理论研究方向

        以现有窄线宽光纤激光器的研究为基础,采用稳频技术实现频率稳定度高、线宽更窄的激光输出,此外还将进一步拓展光纤激光器的研究范围,开展新波段、多波长,超短脉冲等种类光纤激光器的研究。此外,围绕特种环境下的光纤传输技术作为研究内容,主要开展满足各种恶劣条件下的高速数据光纤传输技术研究;同时积极拓展中红外波长的空间光通信技术的探索,对中红外激光器,中红外放大技术等展开深入研究,同时对光纤生物传感器进行初步探索;继续深入研究新型微结构光纤功能器件。

 

        2、量子物理基础理论(带头人:郭建友教授)

        (1)量子多体系统的基本理论

        基于能量密度泛函理论,发展描述量子多体系统的基本理论。考虑相对论效应和多体相互作用,设计处理多体系统的理论方法和计算手段,发展处理量子多体系统的数值计算程序,系统研究原子分子和原子核等多体系统的奇特结构,解释近年来实验上发现的晕和皮等奇特现象,探索量子多体理论的微观结构、物理性质、相变规律,研究他们在信息、传感、材料、能源、工程等技术领域中的新应用。

        (2)量子信息基本理论

        发展量子信息基本理论,研究量子信息学的基本原理,处理量子信息的基本方法,探索量子信息的存储、传输的理论方案,为量子信息学的发展和应用提供理论支撑。

  

        3、量子信息与量子计算(带头人:张战军教授)

        量子信息与量子计算是以微观体系的量子态作为信息载体,利用量子力学原理对信息进行操作、传输、计算;是发展新原理计算机和全新保密通信的基础,有望推动量子理论在深层次的科技研究中取得重大突破。量子信息与量子计算涉及国家安全及未来信息技术发展,具有基础性、前瞻性和战略性,已经引起了各国政府、学术界和信息产业界的高度重视。量子信息学包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面,近年来在理论和实验上都取得了重大的突破。量子信息与量子计算目前已成为21世纪国际学术界研究热点领域之一,将对人类文明社会发展产生重要影响。 

        (1)特殊情形下的量子态分享 

        在目前的量子态秘密分享中,有两类问题值得深入探究。(1)研究量子态秘密分享中“粒子”自由度匹配处理问题,即探讨用“粒子”自由度高或低的纠缠态信道来分享“粒子”自由度低或高的量子态。首先考虑利用GHZ态来实现Qunit态秘密分享;类似地,然后考虑使用Bell态、W态、Genuine态、Cluster态。其次考虑利用GHZ态“粒子”自由度扩展后的态来实现Qubit态秘密分享;类似地,再考虑使用Bell态、W态、Genuine态、Cluster态等“粒子”自由度扩展后的纠缠态。(2)研究利用量子网络中可能因环境影响出现的纠缠混态作量子态秘密分享信道。首先探寻Qubit纠缠混态以分享多Qunit态,再研究利用Qunit纠缠混态,同时还探讨此类信道情形下“粒子”自由度匹配处理问题。

        (2) 量子态制备与远程制备 

        量子态制备研究包括三个方面。(1)根据不同系统的物理学特性,从理论的角度设计方案以制备想要的量子纠缠态。物理系统我们主要考虑腔量子电动力学系统与离子阱系统,量子纠缠态我们则主要考虑目前大家关注并提出的一些个特性显著的量子纠缠态。(2)从资源消耗、操作复杂性、效率角度出发,首先研究如何实现一些个多量子比特态的量子远程制备问题,其次考虑粒子自由度推广后的问题。(3)研究利用自由度不同的量子通道实现远程制备的问题。

        (3) 量子操作远程操控 

        研究如何利用量子纠缠实现量子操作的远程传输与控制,主要研究量子操作的分享与合成。这方面研究目前已有了一些他人的工作,但相对较少。我们已做了调研和预研并有了初步的研究进展。这方面研究,我们先从单量子比特操作入手,考虑如何实现其分享与合成,然后考虑到更大的维度空间问题。 

        (4)量子投标拍卖 

        量子投标拍卖是量子力学与游戏理论以及经济行为结合的产物。当前这方面研究吸引了不少的兴趣。我们也在这方面做了点研究工作,取得了初步的研究成果。我们拟继续深入从事这方面的研究工作。具体来说,就是使用一些有显著特性的量子纠缠态作为量子通道,如不同的Genuine态、一维或高维Cluster态等,设计出安全高效可用的方案。

 

        4、先进磁性材料与器件(带头人:刘先松教授)

        所研究的对象涉及永磁材料、软磁材料、巨磁电阻和隧道结磁性材料及其器件,还包括了具有应用背景的前沿磁性新材料的研究,含盖了应用磁学的主要领域。延续几十年来坚持不懈地把基础研究的成果尽快转化为生产力的产、学、研相结合的传统,特色鲜明,取得了一系列科技含量高的产业化产品。目前,以磁性材料安徽省工程技术研究中心为依托,加快了产学研合作的步伐。

主要理念是:以材料设计-材料制备-器件开发-功能集成为研发路线,其中先进磁性器件研发为核心创新。

        (1) 铁氧体磁性器件

         研发新的永磁铁氧体体系,使其性能达到国际先进水平,为制造多极抗退磁节能环保永磁直流电机提供关键材料;在高磁导率、低损耗和高频软磁材料方面,寻求关键技术突破。

        2) 磁电子材料与器件

         利用巨磁电阻和隧道结磁性材料设计开发出军民两用的传感器、位置传感器和计数器。

        (3)磁性物理基础

        利用与国内相关实验室合作,发现新型磁性材料、新体系,探索新材料的磁性物理基础,并尽可能快速产业化。

 

        5新型功能薄膜与异质结(带头人:李广教授)

        新型功能薄膜含磁性薄膜、半导体薄膜、光电薄膜、介电薄膜等,它们是各类器件小型化和集成化的重要的基础性材料。磁性薄膜主要含磁性金属薄膜、磁性氧化物和室温磁性半导体薄膜;光电薄膜中重要的一类是光电功能薄膜;介电薄膜中目前最热门的是巨介电薄膜。这几类薄膜都蕴含丰富的新的物理现象、规律和新功能,有着巨大的市场应用前景,也具有基础研究特别是涉及到材料的量子层面设计和物性调控研究的重要性。

 

        (1)材料的制备和原型器件的研发 

        设计、生长高质量新型磁性/非磁性薄膜和异质结、室温铁磁性半导体薄膜和异质结等原型器件;探索复合团簇薄膜制备的最佳工艺条件,制备系列具有优异光电信息功能的金属/介质复合团簇薄膜;探索和制备新型多铁性巨介电薄膜。

        (2)材料的物性研究 

         开展新型磁性氧化物薄膜、室温半导体薄膜和异质结的微结构表征、整流特性、电磁输运和电磁场的双重调控研究;运用分形理论探索对复合团簇薄膜的非规则复杂微结构进行定量表征的方法,建立薄膜组分、微结构与其光电特性之间的关联,建立用效能因子和分光比来共同表征和评价新型透反射式高电导复合薄膜综合品质因素的普适标准;对巨介电薄膜在低温由于冻结载流子引起的Maxwell-Wagner 弛豫进行细致的标度研究,揭示其中电极化可能的机理。

        (3)理论研究 

        从第一性原理计算出发,描述薄膜内部的电磁输运、关联和光电转换过程,阐明或预言新现象、新规律和新功能,为新型薄膜材料的设计提供指导。

 

        (二)安徽省“115”产业创新团队

        1、第四批 “115”产业创新团队:加热炉内工件表面温度全视场监测系统研发及产业化创新团队,吴海滨教授牵头。

        2、第五批“115”产业创新团队:激光多普勒航空发动机健康状态监测系统研发及产业化创新团队,俞本立教授牵头。

 

        (三)“微弱信号感测材料与器件集成”协同创新研究中心

        由3所大学,2所中科院研究所,1家公共安全研究院和6家企业构成,学术骨干25名,其中教授17名,长江学者2名,国家杰出青年基金获得者3名。原则上,大学负责微弱信号感测材料和器件的原理、源头设计,大院大所负责技术创新和原型器件研发,企业负责产品的中试和大面积市场化。

         根据公共安全对微弱信号极为敏感传感器的需要,创新中心初步形成了5支学术创新团队,分别在超微幅振动信号拾取、微弱磁信号探测、先进辐射探测、高温微弱电流信号、微弱光电信号增强与量子调控等5个方面开展协同创新研究和人才培养。近5年来,创新研究中心学术骨干个人目前承担国家重大、重点、国家自然科学基金和安徽省自然科学基金等项目共124项,安徽大学“杰出人才计划”资助,行业和企业联合基金35项,总经费突破5500万元。获得相应的发明专利15项,发表JCR二区以上论文100余篇。获安徽省自然科学二等奖1项,科学技术进步奖二等奖2项,科研成果每年为企业创造1亿元以上的经济效应。

        协同创新研究中心总体目标:

        (1) 将本协同创新研究中心发展为安徽省省级协同创新研究中心,建立面向核心技术和初级产品的研发的、以微弱信号探测材料与器件集成应用的研发基地。

        (2) 为公共安全服务,研发出不少于5种具有原创性、核心竞争力、广泛市场前景的微弱信号感测材料与器件;基于核心技术支持至少6家大企业,为每家企业创造不少于2亿元的产值。

        (3) 提升我校材料科学与工程学科的学术地位,使该学科在全国排名每年递增2-3位。

        (4) 将微弱信号探测材料及器件集成协同创新研究中心打造微弱光、电、磁、超微幅机械振动和微量化学品检测的高灵敏度传感器创新人才培养基地。

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