Escuela de Física de la Universidad de Jilin Instituciones de enseñanza e investigación
Durante muchos años, esta disciplina ha estado realizando investigaciones en torno a la vanguardia del desarrollo de temas y las necesidades de la economía nacional y la construcción de defensa nacional, formando física de alta presión, materiales superduros y materiales funcionales en fase de alta presión. , física de película delgada y condiciones extremas de alta presión Cinco direcciones de investigación únicas y relativamente estables, incluida la física de sólidos de tierras raras, los compuestos magnéticos permanentes de tierras raras y el magnetismo de materiales, y las estructuras sólidas localizadas aperiódicas, han logrado una serie de importantes resultados de investigación y. atrajo la atención de pares nacionales y extranjeros. En los últimos cinco años, se han publicado más de 600 artículos en las principales revistas académicas nacionales y extranjeras, incluidos más de 300 artículos incluidos en SCI. Informes invitados en 10 importantes congresos académicos internacionales. Actualmente lleva a cabo más de 60 proyectos de investigación científica. Obtuvo 3 premios provinciales y ministeriales y 7 patentes de invención nacionales.
En los últimos cinco años, esta disciplina ha reclutado 56 estudiantes de doctorado (27 grados), 111 maestrías (57 grados) y 3 becarios postdoctorales. No sólo ha cultivado un equipo de reserva de gran calidad para el desarrollo de esta disciplina, sino que también ha aportado una gran cantidad de talentos de alto nivel a otros campos afines. Ha llevado a cabo extensas actividades de intercambio académico, envió a más de 20 personas para estudios adicionales o investigaciones cooperativas a corto plazo, recibió a más de 30 expertos y académicos de renombre internacional para dar conferencias, contrató a muchos académicos como profesores honorarios o visitantes, mantuvo a largo plazo y una estrecha cooperación con una serie de unidades de clase mundial, y la celebración de 7 conferencias académicas sexuales nacionales han ampliado la influencia y popularidad de esta disciplina en el país y en el extranjero.
Investigación de puntos calientes en la física de la materia condensada en los últimos 20 años:
1. Descubrimiento del estado cuasicristalino (1984)
2. CuO 2 (1986)
3. Nanociencia (1984)
4. Efecto de magnetorresistencia gigante del material LaSrMnO3 (1992)
5. (2001):
Actualmente, hay 16 profesores, 8 profesores (incluidos 2 supervisores de doctorado), 5 profesores asociados, 4 profesores y asistentes de enseñanza en el colectivo (Sección de Investigación y Enseñanza de Física del Estado Sólido) dedicados a esta especialización. Investigación en física de la materia condensada.
El profesor Su, un líder académico, es actualmente director del Laboratorio de Física de Estado Sólido de Tierras Raras y jefe del Departamento de Física de la Universidad de Jilin. También es miembro colaborador del Centro Internacional de Física de Materiales de la Academia China de Ciencias, consultor del Laboratorio Clave de Síntesis Inorgánica y Química Preparativa de la Universidad de Jilin del Ministerio de Educación, editor asociado del Chinese Journal of High Voltage Physics, miembro del Comité Nacional de Dispositivos de Generación de Energía de Hidrógeno y miembro de la Sociedad Estadounidense de Física. Se desempeñó como miembro de la primera y segunda sesiones del Comité Profesional de Física de Alto Voltaje de la Sociedad China de Física, vicepresidente de la segunda sesión (1990-1995) y miembro del consejo editorial de revistas académicas internacionales por invitación de; El profesor Li Zhengdao fue miembro especial de CCAST (WorldLab). ). Se dedica desde hace mucho tiempo a la física y la química de los sólidos de tierras raras en condiciones extremas de alta presión y alta temperatura, y sintetiza nuevos compuestos. Publicó 130 artículos en inglés y más de 120 artículos en chino, capacitó a 22 médicos, 81 maestros, 2 becarios postdoctorales y supervisó a más de 10 académicos visitantes en el país y en el extranjero.
Otro personal de la Sección de Docencia e Investigación:
Profesor Lu Tianquan, Zhang, Xu Dapeng, Yao Bin, Zheng, He,
Profesor asociado Ji Yuan , etc.
Han estado involucrados en la física de la materia condensada y la investigación de alta presión durante muchos años, y cada uno ha publicado entre 30 y 40 artículos académicos.
Principales líneas de investigación
1) Física del estado sólido de tierras raras en condiciones extremas de alta temperatura y alta presión.
2) Investigación a alta presión sobre compuestos poliédricos de jaula de boro, nanomateriales y sustancias biológicas, y síntesis a alta presión y aplicación de nuevos materiales.
3) Investigación sobre el desarrollo y aplicación de pilas de combustible sólidas de óxidos de tierras raras y otras nuevas fuentes de energía para la generación de energía.
4) Investigación sobre las características estructurales de la materia condensada (nanomateriales, óxidos de tierras raras, superconductores de alta temperatura, materiales magnéticos, materiales de aleaciones, etc.). ).
5) Teoría de la materia condensada de baja dimensión (estado electrónico, características del transporte eléctrico).
6) Teoría estadística de polímeros.
7) Física de altas presiones.
Introducción profesional:
La especialidad de Magnetismo de la Universidad de Jilin (Sección de Investigación y Enseñanza de Magnéticos) se estableció en 1954. Es una de las cinco primeras especialidades de magnetismo del país (Universidad de Pekín, Universidad de Nanjing, Universidad de Lanzhou, Universidad de Shandong, Universidad de Jilin) uno.
En términos de enseñanza, la Oficina de Enseñanza e Investigación del Magnetismo es responsable de la enseñanza del magnetismo desde 1955. Durante los últimos 40 años, ha formado a cientos de estudiantes universitarios, decenas de estudiantes de maestría y seis doctorados. estudiantes. Los graduados están repartidos por todo el país e incluso por todo el mundo, y muchos se han convertido en la columna vertebral de sus unidades, incluidos rectores de universidades, miembros del Comité de Títulos Académicos del Consejo de Estado, directores de institutos de investigación, directores de fábricas, ingenieros jefes, etc.
En términos de investigación científica, * * * ha emprendido y completado 9 proyectos de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales (incluido 1 proyecto de fondo clave) y 3 proyectos de la Comisión Provincial de Ciencia y Tecnología de Jilin. Ha publicado más de 100 artículos en famosas revistas académicas nacionales y extranjeras incluidas en SCI y ha solicitado 2 patentes. * * *Ganó el Premio Nacional al Progreso en Ciencia y Tecnología y premios a nivel provincial y ministerial 7 veces. Los principales resultados de la investigación son los siguientes:
(1) Se resolvió la fuente de la anisotropía inducida por el campo magnético de las películas delgadas de aleación de hierro y níquel, y se calculó cuantitativamente la constante de anisotropía inducida durante el proceso de evaporación y equipado con la composición, la temperatura y la relación entre la temperatura del sustrato
② Se encuentra que la textura cristalina del Co metálico se forma después del enfriamiento del campo magnético, que es el origen de la anisotropía magnética inducida por el enfriamiento del campo magnético;
③ Aclara la fácil La anisotropía magnética de una película amorfa de Gd-Co con un eje de magnetización perpendicular a la superficie de la película se origina en su estructura de micropilares, la oxidación preferencial de Gd en la superficie del pilar y el ferrimagnético. acoplamiento entre Gd y Co.
④ Existe un efecto de anisotropía inducido por el campo magnético en el vidrio giratorio;
⑤ Se estudiaron sistemáticamente el campo cristalino y las propiedades magnéticas de varios compuestos de imanes permanentes de tierras raras. Se descubrió que el intercambio 4f-3d de algunos compuestos tiene una fuerte anisotropía y no se puede ignorar el intercambio 4f-4f. Se aclara el comportamiento del cambio de estado de valencia de los iones Pr y nd en RCo5.
En términos de desarrollo científico y tecnológico, en 1990 se estableció una base piloto de materiales magnéticos (afiliada a Wuhua Company), y se desarrolló y produjo un lote de dispositivos funcionales magnéticos permanentes y materiales magnéticos permanentes. Actualmente produciendo materiales de imanes permanentes para FAW-Volkswagen.
Estado actual de la investigación científica:
Actualmente se están llevando a cabo proyectos de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales y proyectos de la Comisión Provincial de Ciencia y Tecnología de Jilin, que se dedican principalmente al magnetismo de materiales magnéticos permanentes de tierras raras y compuestos relacionados. y imanes gigantes de óxido. Estudio de los efectos de la resistencia. Estado de la investigación:
① Investigación sobre materiales magnéticos permanentes nanocristalinos de tierras raras: los imanes permanentes nanocristalinos son actualmente una importante dirección de investigación en materiales magnéticos permanentes. En la actualidad, la investigación micromagnética sobre el bucle de histéresis de materiales magnéticos permanentes nanocristalinos monofásicos de tierras raras ha mejorado desde un ajuste de cálculo cualitativo (error de fuerza coercitiva ~ 100%) hasta un ajuste de cálculo cuantitativo (error de fuerza coercitiva ~ 100%). Se realizaron cálculos cuantitativos sobre la relación entre el bucle de histéresis y el tamaño de grano y la temperatura.
② Exploración de nuevos compuestos intermetálicos del grupo de transición de tierras raras: en cooperación con el Laboratorio Estatal Clave de Magnetismo del Instituto de Física de Beijing, se ha desarrollado un nuevo tipo de compuesto con alta magnetización de saturación, alta temperatura de Curie y fuerte Anisotropía magnética axial de compuestos de tierras raras y cobalto 3:29.
③Investigación sobre el efecto de magnetorresistencia gigante de los óxidos de tierras raras. El magnetismo es un fenómeno común en la naturaleza y la investigación sobre fenómenos magnéticos se ha desarrollado rápidamente en el pasado. Desde el siglo XX, desde el estudio de Lorentz y Zeeman sobre la influencia de los campos magnéticos en la radiación en 1902 hasta el segundo efecto Hall cuantificado de Cui Qi en 1998, al menos 24 premios Nobel de física han estudiado el magnetismo. . Actualmente, el magnetismo se ha convertido en una parte importante de la física. Con el desarrollo del magnetismo, el magnetismo y los materiales magnéticos son partes indispensables e importantes en la electricidad, la electrónica, las tecnologías de la información y las comunicaciones, la tecnología espacial, la tecnología informática, la biomedicina e incluso los electrodomésticos.
Los elementos lantánidos (14) en la tabla periódica de elementos y los elementos Sc e Y***17 con propiedades químicas similares se denominan colectivamente elementos de tierras raras. Las características de las tierras raras son la falta de electrones en la capa 4f, un gran momento magnético atómico y un fuerte acoplamiento espín-órbita. Los compuestos formados mediante combinación con otros elementos exhiben propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas muy ricas y se utilizan ampliamente en materiales ópticos de tierras raras, materiales magnéticos de tierras raras, materiales de almacenamiento de hidrógeno de tierras raras y materiales catalíticos de tierras raras. muchos materiales de alta tecnología. Además, el estudio de las diversas propiedades físicas (como la superconductividad, el efecto magnetorresistivo) y el magnetismo (como la anisotropía magnética, el orden magnético, etc.) de los compuestos de tierras raras siempre ha sido la corriente principal de la investigación básica en física de la materia condensada. Por lo tanto, el estudio de los compuestos de tierras raras ha sido un tema candente en la investigación de la física de la materia condensada en los últimos años.
China es bastante rica en recursos de tierras raras y representa alrededor del 80% de las reservas probadas del mundo, con variedades completas y de alta calidad. Para aprovechar al máximo las ventajas de los recursos de tierras raras de mi país y transformarlas en ventajas industriales y económicas, el país concede gran importancia al desarrollo de los recursos de tierras raras. El desarrollo de materiales funcionales de tierras raras es una forma importante de aumentar el valor de los recursos de tierras raras. Los materiales magnéticos de tierras raras son un tipo importante de materiales funcionales de tierras raras, que incluyen: materiales de imanes permanentes de tierras raras, materiales de magnetorresistencia gigante de óxido, materiales magnetoestrictivos gigantes de tierras raras, materiales de refrigeración magnéticos de tierras raras, etc.
Como material magnético funcional importante, los materiales magnéticos permanentes de tierras raras representados por neodimio, hierro y boro se han utilizado ampliamente en energía, transporte, maquinaria, atención médica, computadoras, electrodomésticos y otros campos. La cantidad se ha convertido en un símbolo importante para medir la fortaleza nacional integral y el nivel de desarrollo económico nacional de un país. La radiofísica utiliza las teorías, métodos y métodos experimentales básicos de la física moderna y la ciencia de la información electrónica para estudiar las leyes básicas de la interacción entre los campos electromagnéticos, las ondas y su materia, con el fin de desarrollar nuevos dispositivos y sistemas electrónicos, y desarrollar nuevas teorías y métodos de transmisión y procesamiento de información y nuevas tecnologías, y promover su aplicación en sistemas electrónicos. Muchas tecnologías modernas de alta tecnología, como la informática electrónica, la electrónica cuántica, la optoelectrónica, la electrónica superconductora, la tecnología de la información cuántica, etc., están estrechamente relacionadas con la radiofísica, se basan en ella o entran dentro de su ámbito de investigación. Hoy en día, el desarrollo de nuevas y avanzadas tecnologías ha promovido la transformación de la ciencia de la información electrónica de materiales simples a sistemas complejos, de soluciones cualitativas a soluciones cuantitativas, de problemas lineales a problemas no lineales, y de la investigación avanzada a la inversión inversa. Surgió una amplia intersección y aplicación con diferentes disciplinas como la tecnología y la física aplicada. Se han formado muchas bases de aplicaciones interdisciplinarias y de alta tecnología. Al mismo tiempo, promueve el desarrollo en profundidad de las teorías básicas de la física.
Los ordenadores electrónicos se desarrollaron sobre la base de la radioelectrónica y la física. Ahora bien, el desarrollo de las computadoras electrónicas ha pasado por cuatro generaciones: computadoras de tubos, computadoras de transistores, computadoras de circuitos integrados, computadoras de circuitos integrados de gran y muy gran escala, etc. La actualización de las computadoras se beneficia del desarrollo de componentes electrónicos El desarrollo de componentes electrónicos se basa en la física y en los avances en la comprensión de las leyes del movimiento de los electrones en el vacío y en los materiales semiconductores. Una computadora electrónica es un sistema físico y el proceso informático es la evolución temporal de este sistema físico.
En el desarrollo de las computadoras, la miniaturización y la alta integración son un objetivo importante. Ahora el ancho de línea en el chip ha alcanzado el nivel submicrónico o incluso nanométrico, y el nivel de integración es 11x 11 mm2. En el chip están integrados decenas de millones de componentes. Al reducir aún más el tamaño de los componentes del chip, al acercarse al tamaño de los átomos, el movimiento de los electrones sólo puede describirse mediante la teoría de la mecánica cuántica, y la fluctuación de los electrones se convierte en su característica principal. Esto significa que la tecnología microelectrónica se enfrentará a una revolución. Se inventarán dispositivos cuánticos, se propondrán teorías de la computación cuántica y se producirán computadoras cuánticas. Como nuevo tipo de computadora, las computadoras cuánticas no solo dan un paso adelante sobre la base de las computadoras existentes, sino que también dan una nueva mirada a todo el concepto de informática. La idea de la computación cuántica también tiene una importancia de gran alcance para la humanidad. fundamento de la física. La investigación sobre dispositivos cuánticos y computadoras cuánticas es un proyecto de varios siglos que involucra física, informática, números y otras disciplinas, y se ha convertido en un tema candente en el mundo actual.
El desarrollo de la física proporcionó una base material para la revolución en los métodos informáticos, y la aparición de las computadoras cambió por completo la faz de los experimentos físicos y produjo una nueva física, que se basa en los tres aspectos del experimento. , teoría y cálculo. Basado en grandes pilares. Los físicos de cara al siglo XXI no sólo deben aprovechar los recursos informáticos existentes, sino también utilizar su creatividad para diseñar sus propias computadoras especiales para resolver problemas de recopilación y procesamiento de datos en experimentos físicos. Sólo así podremos explorar en profundidad la naturaleza de fenómenos complejos que eran inimaginables en el pasado. Esto requiere que los físicos tengan una base sólida en física y dominen las computadoras electrónicas.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los campos de investigación de la radiofísica también se están expandiendo, y la física informática es uno de ellos. Esta especialización se centra en el estudio de la física informática. Esta dirección se dedica principalmente a la investigación sobre métodos de medición magnética, conversión de señales electromagnéticas, desarrollo de instrumentos de medición magnética e investigación de aplicaciones de tecnología de medición magnética en aviación, automóviles, petróleo y diversos campos. Investigación y desarrollo de equipos e instrumentos electrónicos para automóviles, diversos sensores y transductores magnéticos en la industria del petróleo y del automóvil, etc.; investigación sobre métodos de detección de parámetros magnéticos y desarrollo de instrumentos: desarrollo de diversos instrumentos de medición de parámetros magnéticos, investigación sobre métodos de detección de señales débiles; etc.
Solicita un promedio de 4 proyectos de investigación científica cada año, con una financiación de investigación científica anual promedio de 800.000 yuanes, obtiene más de 10 patentes y publica 20 artículos de investigación científica en varias revistas. El magnetómetro de muestra vibratoria JDM-1 desarrollado con éxito por este grupo de investigación ganó el Premio Nacional al Progreso en Ciencia y Tecnología. Los resultados de la investigación científica de los últimos años ocupan una posición de liderazgo en esta dirección de investigación en China. En ciertos aspectos del trabajo (como el sistema integral de prueba de materiales magnéticos y el suministro de energía de corriente estabilizada con electroimán de alta potencia), los departamentos pertinentes han adoptado más de una docena de resultados de investigaciones científicas. Nuestro trabajo de investigación científica se centra estrechamente en las necesidades prácticas específicas de la producción industrial y agrícola, la investigación científica y la enseñanza de mi país. La mayoría de los proyectos de investigación científica provienen de unidades de producción, institutos de investigación científica y universidades relevantes. Los resultados de la investigación científica han resuelto muchos problemas prácticos específicos y han mejorado el nivel de producción y de investigación científica. La relación rendimiento-precio de algunos instrumentos y equipos es superior a la de productos extranjeros similares y ha sido adoptada por muchos usuarios nacionales, lo que genera buenos beneficios sociales y económicos. El magnetómetro de vibración de campo de intensidad variable de desarrollo propio se incluyó en el catálogo de licitaciones de préstamos del Banco Mundial y ganó la licitación. Muchas empresas lo han encargado, lo que puede ahorrarle al país muchas divisas.
Cada año contrata a 12 estudiantes de posgrado y 30 estudiantes de pregrado, y se le otorgará el derecho a otorgar títulos de doctorado en la materia en un plazo de dos años. Esta asignatura estudia las propiedades, estructura, interacciones y leyes de movimiento de las partículas (bariones, mesones, leptones, partículas calibre, quarks, etc.). ) y núcleos atómicos, explorando la estructura más profunda y las leyes de movimiento más básicas del mundo material. Fundamentalmente, el estudio de la física de partículas y la física nuclear es la vanguardia de toda la física, involucrando leyes desde los campos más microscópicos hasta la formación y evolución de los cuerpos celestes.
La especialidad de Física de Partículas y Física Nuclear fue anteriormente la especialidad de Física Nuclear de la Universidad de Jilin, fundada en 1958. Desde los primeros días de la creación de la Mayor hasta la Revolución Cultural, bajo el liderazgo del director Liu Yunzuo, se construyeron sucesivamente laboratorios de espectroscopia beta, espectroscopia gamma, física de neutrones, aceleradores y electrónica nuclear, sentando una base sólida para la enseñanza profesional y investigación científica. Después de años de desarrollo, la disciplina ha formado cuatro áreas de investigación relativamente independientes: investigación experimental sobre la estructura nuclear, investigación aplicada sobre tecnología nuclear, evaluación de datos nucleares y espectroscopia de Mössbauer. Esta disciplina cuenta con un equipo académico con una sólida fortaleza general, edad razonable y estructura de conocimientos, y ha cultivado un grupo de líderes académicos con cierta influencia en esta disciplina.