【文章內(nèi)容簡介】 申請書上親筆簽名、合作單位不能蓋章應(yīng)附本人同意參加合作研究信件，不要冒簽。 ⑦允許提出不宜評議所申請項目專家名單、密封于信封中，釘在申請書封面。在寫好申請書后，請大家站在評審專家角度上再審核一下，看書寫清楚了沒有，有沒有什么問題。 科研立項申報書 第5篇： 本項目將著重于新型量子功能材料物性表征和新型量子功能材料探索。主要研究方向為關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中高溫超導(dǎo)體、龐磁阻材料、石墨烯和拓?fù)浣^緣體等材料中電荷、軌道、自旋等自由度相互競爭、相互耦合，以及所以產(chǎn)生多個量子態(tài)競爭和共存、自旋量子霍爾效應(yīng)等現(xiàn)象。探索新型量子功能材料、發(fā)現(xiàn)新量子態(tài)；對新型量子材料物理基本性質(zhì)進(jìn)行研究、輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行高精度測量、結(jié)合理論研究理解關(guān)聯(lián)體系物理機(jī)制；利用各種實驗手段測量石墨烯和拓?fù)浣^緣體物理性質(zhì)，研究因維數(shù)效應(yīng)產(chǎn)生新奇物理現(xiàn)象。按照項目不一樣側(cè)重點(diǎn)和研究手段不一樣，將項目按照材料探索、物性研究、輸運(yùn)性質(zhì)高精度測量和低維體系四個方面展開研究： 新型超導(dǎo)材料和量子態(tài)探索： 本課題首要目標(biāo)是探索新高溫超導(dǎo)材料，同時發(fā)展晶格結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，以及超高壓測量技術(shù)，分析自旋、電荷、軌道等有序現(xiàn)象，努力發(fā)現(xiàn)新量子現(xiàn)象。研究資料互相補(bǔ)充，細(xì)分為以下幾個方向： （1）新材料探索與合成及單晶生長：探索新超導(dǎo)材料，主要從事鐵基超導(dǎo)材料以及類似層狀、多層包含類似Fe―As面多元化合物探索，以及包含稀土和過渡元素其他層狀多元化合物中新材料探索；總結(jié)樣品合成和成相規(guī)律，發(fā)展新方法、新工藝，尋找新現(xiàn)象、新效應(yīng)；另外將生長高質(zhì)量單晶樣品以用于深入物理研究。 （2）晶體結(jié)構(gòu)表征與研究：對發(fā)現(xiàn)新材料進(jìn)行晶格結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分表征，從而促進(jìn)材料探索；研究新結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，深入分析新型超導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)―物理性能之間關(guān)聯(lián)，研究化學(xué)成鍵、電子能帶結(jié)構(gòu)，研究高低溫結(jié)構(gòu)相變等，研究晶格中缺陷、畸變對超導(dǎo)影響。 （3）超高壓下量子效應(yīng)研究：研發(fā)一套超高壓低溫測量系統(tǒng)（100GPa，1。5K），在此基礎(chǔ)上研究超高壓下鐵基材料以及其他新材料中可能出現(xiàn)新奇量子現(xiàn)象、超高壓對超導(dǎo)轉(zhuǎn)變影響、高壓高場下材料物性和相圖，探索高壓下可能出現(xiàn)新量子態(tài)和新奇量子現(xiàn)象。 （4）中子散射研究：研究銅氧化物和鐵基高溫超導(dǎo)材料以及其他新材料晶格精細(xì)結(jié)構(gòu)，電子自旋、電荷、軌道有序結(jié)構(gòu)，研究超導(dǎo)材料及其母體中自旋激發(fā)、自旋漲落構(gòu)成、演變及其和超導(dǎo)關(guān)系，研究材料中構(gòu)成新量子態(tài)和量子現(xiàn)象。 關(guān)聯(lián)體系量子功能材料物性研究： 利用譜學(xué)方法研究新型量子功能材料電子結(jié)構(gòu)，主要包括ARPES，STM和自旋極化STM（SP―STM），以及紅外光譜方法研究關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（以高溫超導(dǎo)體和龐磁阻材料為主）電子結(jié)構(gòu)，爭取在高溫超導(dǎo)和龐磁阻材料機(jī)理研究中有重大突破。具體到各種譜學(xué)實驗方法和強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中問題，細(xì)分為： （1）以高精度角分辨光電子能譜為手段，深入研究以高溫超導(dǎo)體（包括銅氧超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體）為主多種新奇超導(dǎo)體材料。本項目將結(jié)合我們在高溫超導(dǎo)材料和角分辨光電子能譜上優(yōu)勢，對高溫超導(dǎo)體進(jìn)行深入系統(tǒng)研究，重點(diǎn)研究超導(dǎo)態(tài)對稱性、贗能隙、電子與其它團(tuán)體激發(fā)模式耦合等現(xiàn)象。 （2）錳氧化物體系，異常是三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物薄膜電子結(jié)構(gòu)，我們將在不一樣晶格參數(shù)襯底上生長具有不一樣組分和厚度高品質(zhì)外延錳氧化物薄膜，用ARPES原位測量體系電子結(jié)構(gòu)?？偨Y(jié)錳氧化物體系電子結(jié)構(gòu)隨組分、應(yīng)力和溫度變化規(guī)律，研究電子―電子及電子―波色子相互作用對電子行為影響，揭示電子結(jié)構(gòu)和宏觀物理特性之間聯(lián)系。從電子結(jié)構(gòu)角度出發(fā)試圖闡明錳氧化物體系龐磁阻、相分離、電荷軌道有序等異常物理性質(zhì)內(nèi)在機(jī)理。 （3）利用STM特有原子級空間分辨率，局域態(tài)密度能譜，能量分辨譜圖，及原子操縱功能。經(jīng)過高分辨率空間掃描成像，定位表面相關(guān)原子層結(jié)構(gòu)，異常是摻雜原子位置。研究摻雜原子對表面原子層結(jié)構(gòu)調(diào)制。經(jīng)過局域態(tài)密度能譜，研究庫珀電子對激發(fā)態(tài)（超導(dǎo)能隙）與贗能隙（pseudogap）關(guān)系。經(jīng)過分析能量分辨譜圖，研究超導(dǎo)序二維結(jié)構(gòu)及其演變規(guī)律。經(jīng)過改變溫度，調(diào)整摻雜濃度，及外加磁場，我們能夠直觀地觀察超導(dǎo)序表面二維結(jié)構(gòu)變化。 （4）發(fā)展SP―STM技術(shù)研究高溫超導(dǎo)材料中電子自旋結(jié)構(gòu)。這個新型SP―STM將能供給原子級空間分辨率和自旋極化分辨譜圖圖像。利用這一工具，我們將著重研究在反鐵磁與超導(dǎo)共存高溫超導(dǎo)體中反鐵磁自旋結(jié)構(gòu)，超導(dǎo)磁通蝸旋中反鐵磁核心存在早已由SO（5）理論預(yù)測，此結(jié)果將驗證SO（5）理論預(yù)測結(jié)果。另外，我們將利用這一工具研究表面吸附磁性原子對局域態(tài)密度能譜影響及其與超導(dǎo)電子對相互作用。 （5）建設(shè)強(qiáng)磁場下紅外反射譜測量系統(tǒng)，研究磁場下高溫銅氧化物超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體準(zhǔn)粒子激發(fā)行為。重點(diǎn)研究銅氧超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體中電子與團(tuán)體激發(fā)―聲子激發(fā)自旋激發(fā)模式耦合問題。我們將用光學(xué)響應(yīng)或光電導(dǎo)譜對材料電子結(jié)構(gòu)，傳導(dǎo)載流子動力學(xué)性質(zhì)等重要信息進(jìn)行分析，研究超導(dǎo)配對引起能隙特征，揭示電子是與何種團(tuán)體模式存在較強(qiáng)耦合等基本信息。 （6）利用高壓多重合成條件獲得結(jié)構(gòu)簡單和性質(zhì)獨(dú)特高質(zhì)量銅基和鐵基高溫超導(dǎo)體及巡游磁性體系單晶，探尋關(guān)聯(lián)體系金屬化過程量子序及其調(diào)控機(jī)制。在我們成功高溫高壓合成以上具有特點(diǎn)多晶材料基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化壓力、溫度和組分等極端合成條件，研制和研究在結(jié)構(gòu)簡單、高質(zhì)量含鹵素Sr2CuO2+δCl2―x高溫超導(dǎo)體單晶和可能巡游型BaRuO3單晶，以及“111”型鐵基超導(dǎo)體單晶體；運(yùn)用多種能譜學(xué)、磁性、顯微學(xué)等物理條件綜合表征體系，研究揭示這些體系量子有序規(guī)律。 （7）利用我們發(fā)展新理論和計算方法，結(jié)合實驗組研究進(jìn)展對多種過渡金屬氧化物及其奇異物性進(jìn)行定量研究。一方面，為各種實驗現(xiàn)象及其物理本質(zhì)供給理論解釋，另一方面，計算模擬并預(yù)測一些新型量子有序現(xiàn)象，包括金屬―絕緣體相變，軌道選擇性Mott轉(zhuǎn)變，軌道有序態(tài)，Berry相等等。主要研究資料包括自旋與軌道自由度相關(guān)量子現(xiàn)象計算研究；受限強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)中量子現(xiàn)象計算研究。 量子材料輸運(yùn)性質(zhì)高精度測量 （1）首先我們將致力于自行研制加工一套較完備電學(xué)、熱學(xué)和磁學(xué)測量裝置，其中包括熱導(dǎo)率、熱電勢、能斯特效應(yīng)、微晶比熱和微杠桿磁強(qiáng)計等較獨(dú)特手段。這些裝置將能夠工作在低溫、高真空、強(qiáng)磁場極端物理條件下，測量結(jié)果精度具有國際領(lǐng)先水平。將完善一套低溫比熱測量裝置，獲得比一般商業(yè)手段高出一個量級測量精度。建造一套轉(zhuǎn)角度比熱測量系統(tǒng)。研究十分規(guī)超導(dǎo)體低能激發(fā)和配對對稱性。完善小Hall探頭系統(tǒng)和磁場極慢掃描振動樣品磁強(qiáng)計，精密測量磁場穿透行為，確定下臨界磁場和超流密度隨溫度變化關(guān)系。 （2）我們將對高溫超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體和鈉鈷氧體系進(jìn)行深入實驗研究。這三個體系共性是由于電子強(qiáng)關(guān)聯(lián)作用，電荷與自旋自由度有分離傾向，然而相互之間又存在著精微相互作用，從而導(dǎo)致高溫超導(dǎo)、超導(dǎo)與磁性緊鄰甚至共存、居里―外斯金屬等奇妙物理現(xiàn)象。如何理解電荷與自旋自由度關(guān)系是強(qiáng)關(guān)聯(lián)物理核心理論問題之一。我們能夠經(jīng)過選取特定研究手段而選擇性地分別探測電荷與自旋元激發(fā)，也能夠同時研究二者之間相互作用。將這些不一樣手段結(jié)合起來將能夠?qū)﹃P(guān)聯(lián)體系中電荷與自旋行為供給一個較完整圖像。我們關(guān)注主要問題包括磁性與超導(dǎo)相互關(guān)系、電荷與自旋有序態(tài)構(gòu)成機(jī)制、自旋自由度對電荷輸運(yùn)和熵輸運(yùn)影響，等等。 （3）電荷與自旋相互作用也是很多功能性關(guān)聯(lián)材料在器件應(yīng)用方面物理基礎(chǔ)，例如鈉鈷氧體系中自旋熵對熱電效應(yīng)貢獻(xiàn)、多鐵材料中外加電場對自旋取向控制、錳氧化物中外加磁場對電阻巨大影響，等等。在對電荷自旋相互作用基本原理理解基礎(chǔ)上，我們還將探索它們在功能性器件應(yīng)用方面，異常是超導(dǎo)效應(yīng)、熱電效應(yīng)、磁阻效應(yīng)等在能源和信息領(lǐng)域新思路、新途徑。（4）充分利用化學(xué)摻雜和結(jié)構(gòu)修飾進(jìn)行新量子材料體系探索工作。采用適宜化學(xué)合成方法以及良好合成設(shè)備，獲得高質(zhì)量合乎要求樣品。采用x射線衍射、電子顯微鏡等常規(guī)實驗手段對樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。必要時，經(jīng)過同步輻射