学科建设

原子与分子物理学省级重点学科

AG电子游戏原子与分子物理学科于1990年经国务院学位委员会批准成为电子游戏平台第一批硕士点。1996年6月以优秀成绩通过验收并被挂牌授予省级重点学科,是八五期间建成的山东省首批省级重点学科。2000年获博士学位授予权,2003年又成为物理学博士后科研流动站设站单位。2002年学校在该学科设立特聘教授和讲座教授岗位。

该学科已经形成以年青教授(博士)为主、梯队结构合理、富有创新精神和发展潜力的学术队伍。他们中有国家级有突出贡献的中青年专家2人,山东省专业技术拔尖人才2人,山东省十佳留学归国科技专家2人,山东省中青年突出贡献专家1人,教育部骨干教师1人,山东省省级学术带头人1人,山东省中青年学术骨干4人,博士生导师7人,讲座教授1人,富民兴鲁劳动奖章获得者1人。已建成激光应用实验室、现代光学实验室、纳米功能材料实验室、凝聚态物理实验室、计算模拟实验室、原子与分子物理理论研究室、资料室各一个,具备了进行数值模拟、纳米材料制备、激光光谱分析以及激光用于动态工程动力学检测的实验手段,能够基本满足基础和开发应用研究的需要。

学科点在分子电子学、分子反应动力学、外场中的原子动力学研究、高激发态能谱计算、激光等离子体实验研究、多原子分子的多光子电离研究、光电功能材料与器件等领域都取得了创新性成果,达到国内一流水平,填补了省内空白。近年来,承担了16项国家自然科学基金项目和国家自然科学基金重大项目专题,1项国家863子课题,5项国际合作项目,30多项省部委项目。通过省级鉴定项目12项,共获省部级科技进步奖8项。其中张庆刚教授等完成的“量子散射、量子群理论及计算方法研究”成果获1996年山东省科学进步一等奖;张怿慈教授等完成的“原子-分子散射及结构的理论研究”成果获2000年山东省科技进步一等奖;王传奎教授等完成的“纳米体系和等离子体系光电性质的理论和实验研究”成果获2003年山东省自然科学奖二等奖。 近年来该学科点在 《Appl.Phys.Lett.》、《Opt.Lett.》、《J.Chem.Phys.》、《Phys.Rev.Lett.》、《Phys.Rev.A》、《Chin.Phys.Lett.》等国内外重要学术刊物上发表论文400余篇,其中SCI收录220余篇,EI收录76篇,被引用次数达1000余次。

近年来,在教学和人才培养方面成绩卓著。在研究生的教学中, 我们十分重视基础理论教学,尽可能采用最新的英文原版教材,使学生尽快进入有关课题的前沿。特别强调应用计算机能力和外语水平的培养和提高,强调实验动手能力的培养。重视教学方法的改革和教材建设,出版教材二部,2000年获省优秀教学成果三等奖一项,2004年获省优秀教学成果一等奖两项。培养硕士生150余人,其中有121人在国内外继续攻读博士学位,其中国内92人, 国外29人。培养博士生8人(其中与山东大学物理系和光学系以及上海光机所联合培养博士生6名)。有5名硕士生获山东省优秀硕士论文。多名硕士生获校级优秀硕士论文。科研成果“液晶光调制合成全息记录技术及系统的研制”等产生经济效益1000余万元。

本学科点与国内外高等院校和科研院所建立了广泛的联系。与美国的纽约大学、瑞典的皇家工学院、意大利的特伦托大学、中科院物理所、半导体所、大连化物所、武汉物理所、山东大学、吉林大学、中国科大等建立合作关系。并有共同培养博士生协议。聘请了多名客座教授。2003年聘请了纽约大学的张增辉教授为讲座教授。

1999年国家自然科学基金委数理科学部在一项总结报告中,对原子与分子物理领域完成自然科学基金课题的情况给出了一个评价结果,在包括科学院和全国著名高校共20个单位中我们学科点列第三位(参阅石油工业出版社《21世纪发展与展望》P278-283)。

科点在三个稳定的研究方向上开展了比较系统的工作,取得了较大进展,形成了自己的特色,在理论分析、计算方法上及实验方面有多项创新成果。

一、原子团簇、分子、低维体系结构及光电性质

分子、原子团蔟和低维体系结构及光电性质研究是目前原子与分子物理学发展的一个前沿课题,是原子分子物理学与光物理、纳米材料与纳米电子学的交叉领域。纳米材料和分子器件展示出广泛的应用前景,对国民经济的发展将起重要的推动作用。近些年来,我们在该交叉领域里开展了系统的理论研究,将原子与分子物理的理论与光物理和凝聚态物理的理论紧密联系起来,在有机分子的非线性光学性质、Ni原子团簇、导电聚合物材料和纳米材料的电子结构、分子电子学理论和分子器件的设计和理论模拟和低维功能分子材料以及纳米磁性材料的制备,取得了一批创新的成果。近年来,在国内外重要的学术刊物上发表论文130余篇。其中被SCI收录30篇,ISTP 收录5篇, 获得了省科技进步二等奖两次、三等奖一次、国家教育部科技进步三等奖一次。首次在量子点和量子线体系中发现了电子自旋的自发极化现象。从第一性原理出发,定量地研究了分子器件的电子结构和分子与金属的相互作用,并发展了格林函数方法计算了分子器件的伏-安特性,这一工作在分子电子学领域里达到了国际领先水平。在研究分子的强双光子吸收,表征和制备SiO2薄膜和GaN薄膜以及纳米线、纳米棒等方面达到了国际先进水平。将原子与分子理论与纳米科学交叉,极大地扩展了原子与分子物理的研究领域,在分子尺度上从理论与实验方面研究功能材料的光电性质。

二、原子分子碰撞、分子反应动力学及外场中的原子动力学

从八十年代中期开始,我们对原子分子非弹性散射及反应碰撞以及强场原子动力学开展了比较系统的研究,形成了自己的特色,无论是理论分析还是计算方法上,都取得了一批创新的成果。近年来,在国内外重要刊物上发表论文120余篇,其中被SCI收录40篇,曾获国家教委科技进步三等奖一次、山东省科技进步一等奖两次。利用含时波包法和量子黄金规则完成了对四原子的全六维反应碰撞体系理论分析和计算方法的研究,这一成果处于国际领先水平。首次提出了统一的能量突然近似(GES)和普遍的绝热核(GAN)理论。创造性地把动力学李代数方法用于研究气-固表面的散射。在里德堡原子、离子在强外电磁场中的光剥离谱研究和激发态能级结构的精确计算领域的研究,达到国内先进水平。该研究方向是多学科交叉的原子分子工程的重点课题,不仅具有重要理论价值,而且有广阔的应用前景。为如

基元反应的控制、表面吸附和催化、水资源分析及大气环保、核聚变等高新技术提供有用的数据及理论支持。我们已经建成了国内为数不多的射频离子阱系统,实现了阱中离子的稳定囚禁和测量,阱中动力学及类相变现象的研究正在进行中。强场中原子性质研究涉及对物理基本规律,如抗磁性、量子混沌等现象的认识。它不仅有助于直接了解高激发态原子的性质,而且形成了有限分辨率下量子谱学的新方法,如标度律,回归谱、能级统计学等。

三、激光与原子分子相互作用及光信息学研究

激光与原子分子相互作用可以用于高精度的测定原子、分子的各种数据,研究特殊条件下的原子分子以及控制原子分子的运动等,具有重大理论意义和广阔的实际应用前景。近年来,在国内外重要期刊上发表论文90多篇,其中被SCI收录20篇,被EI收录16篇,并获山东省科技进步二等奖1项,三等奖2项。激光等离子体理论及强激光对晶体材料损伤机理的研究对激光淀积制备多层膜材料方面有重要的指导意义,特别是激光对导航窗口材料损伤阈值条件研究是国防军事上关注的重大问题之一。另外,双光子和多光子过程的理论研究亦达到了国内领先水平。

预期经过今后五年强化建设,学科点总体水平有质的飞跃,建成一个具有国内一流学术水平,理论和实践相结合,既有基础研究,又有应用开发,既出成果,又出人才的产学研一体化的教学科研群体。

具体目标是:1、发展优势方向,使学科点跻身于全国重点学科行列。争取增加1-2个博士点授权,并获得一级学科授权。2、承担课题的层次有大的突破。争取有2-3人进入全国的百千万工程项目。承担1-2个国家重点课题,并有1-2个方向承担国家973重大课题的子课题工作。3、在高科技应用开发上取得突破。在材料、信息、生命科学等高新技术产业形成中做出贡献,争取拿出2-3项应用成果,有重大经济效益。

加强国内、外的合作与交流,注意引进高水平人才。五年后,学科点人员具有博士学位的达90%以上。争取有2-3人达到国内一流水平,且研究工作处于国内领先水平。

具体设想是:1、动力学理论与激光技术结合用于原子操控及大分子的反应动力学研究,为纳米技术的发展提供依据。同时也可开拓新的应用领域,如生化过程的控制、表面的重组、光合作用的模拟等。2、低维纳米体系的研究,为发展量子点、量子线、制备新的分子器件及量子计算机打基础。3、强场动力学研究特别是多电子原子激发谱的研究,可能为水资源分析、大气环境保护提供新的思路。4、在光信息学方面重点开展光学全息显微术、光折变全息存贮技术和光学散射随机表面的分析,争取到十五末,可以承担国家重大课题并完成能产生重大经济效益的应用成果。