倍增!为新兴学科注入“创业”动力


——北理工微纳量子光子实验中心建设纪实

【编者按】2020年,在全面做好疫情防控工作的同时,学校将召开第十五次党代会,迎来建校80周年,“三步走”发展战略目标的第一步也将进入冲刺阶段,学校的发展正处于战略交汇期。在这具有里程碑意义的一年,党委宣传部特别推出“砥砺奋进、辉煌北理”系列专题报道,全面展示学校事业发展成就,营造昂扬向上、激情进取的良好氛围,凝聚师生员工团结奋斗、矢志一流的磅礴力量。

  “2020年是学校发展的战略关键点,实现建设世界一流大学的目标,必须紧紧围绕内涵建设和科学发展发力,在重点领域、关键环节、核心掣肘节点深化改革,力求突破,践行‘创新、协调、绿色、开放、共享’的新发展理念,实现有方位的内涵式发展,推动高质量的‘双一流’建设。”

  ——摘自2020年3月学校工作报告

北理工微纳量子光子实验中心教师指导学生进行原子力显微镜实验

  “一次资源调整,不仅打造了一流的科研平台,形成了一流的科研团队,还培育出一流的科研成果,最终为未来一流学科的建设,打下坚实的基础,注入‘创业’动力,可谓是‘一箭三雕’的创新之举!”当谈到北京理工大学微纳量子光子实验中心的建设,共识已凝聚。

  2019年底,北京理工大学微纳量子光子实验中心(以下简称:中心)投入试运行,在这个具备“新材料-新器件-新系统”全链条制备研究系统的全新高水平实验平台的背后,蕴含着学校在前沿学科建设方面的“不同凡响”。这项具有北理工特色的高质量发展创新举措,值得品味。

化零为整,打造一流创新平台

  建设瞄准国际前沿的专业性开放创新实验平台,服务于前沿学科或学科群建设,是一流大学建设的急需。近年来,学校下大力气优化办学资源,全面推动两校区办学资源调整,“集中投入、统一管理、开放公用、资源共享”的理念深入人心,这都为面向“双一流”打造高水平科研平台奠定了坚实的基础。

  2019年,伴随“三电”实验中心从中关村校区4号教学楼搬迁到良乡校区新落成的工程训练中心,学校决定将调整出的空间资源优先为新兴学科研究提供实验平台保障,并统筹为高层次人才的成长发展提供有力的资源支撑。

  “我们这个学科,实验研究必须要将空间、设备、人员等集中起来,统一管理,协同创新,才能实现效益最大化。”中心主要负责人、信息与电子学院教授王业亮这样谈到。早在2017年10月,学校就将微纳量子光子学研究作为未来新兴学科的增长点,进行统筹布局,并启动科研平台建设论证。微纳量子光子学研究不仅所需设备精密、环境要求严苛,而且从材料制备到表征分析,再到器件加工测试,要求平台必须具备全流程的“一站式服务”。聚焦关键,“化零为整”的建设思路成为共识。

精密LED制备系统

  “我们把自己的资源集中起来使用,很好地避免了设备重复采购、性能不高、使用率低,分布分散、维护成本高等问题,资源保障更有力了,我们备受鼓舞!”平台建设刻不容缓,说干就干。在学校的大力支持下,王业亮牵头,陈棋、钟海政、黄玲玲、边丽蘅四位微纳量子光子研究领域的青年人才共同参加,经过反复论证,为中心规划出清晰的蓝图。随后,老师们一起开始了中心的设计装修、设备采购等工作,除了依托学校的投入保障外,老师们还积极自筹经费,一心要利用好这次难得的机会,推动平台建设上层次、上水平。

  经过一年的努力,中心在2019年底投入试运行,面积约550平方米,建有材料制备表征室、标准器件制备室、精密器件制备室、器件性能评价室、器件集成展示室等5个功能实验区,具有发光器件、超材料、光伏器件、自旋量子器件等多套全链条制备研究系统,配备11台(套)价值超过2620万元的各类高端仪器,成为继分析测试中心、先进材料实验中心之后学校又一高水平大型实验平台。

  “中心的建成,体现了学校在管理机制方面的创新改革,给我们青年教师事业发展提供了实实在在的有力支持。中心不仅保障了包括10项以上国家自然基金在内的多项科研任务执行,还拓展了校内外、国内外的科研合作,特别是对复杂科研任务的执行及重要成果的产出提供了有力支撑。”谈及未来,王业亮充满希望。

  工欲善其事,必先利其器。在一流科研平台上潜心研究,必将产出具有重大国际影响力的原创成果,而且将加速孕育出新兴的研究方向甚至学科。

汇才育才,打造一流“创业”团队

黄玲玲团队进行非线性激光光路调试

  “一来到北理工,我就进入到科研团队中,受益良多。我们青年人的优势就是不断创新,这不仅是学校所需,也是我们的追求。在学科上‘创新业’,我们责无旁贷,我想中心的成立,犹如为青年人才搭建了科研创新孵化器,让我们更好地‘抱团成长’。”青年教师黄玲玲2014年入校后一直在光电学院王涌天教授团队从事超材料光子学研究,近年来成果不断,2017年评为青年长江学者,在她看来中心让很多“不可能”迅速成为“可能”。

  “一流的学科,必须要有一流的人才、一流的团队”。培育全新的学科方向,如何快速形成研究团队,特别是有效整合校内研究力量“攥指为拳”,始终是学校深化改革力求突破的难点问题之一。

  以微纳量子光子学为例,中心的5位教师,“杰青”王业亮致力于自旋量子结构及存储器件研究、“青长”黄玲玲致力于超材料光子学研究、“北京市杰青”陈棋致力于光伏材料与器件研究、“优青”钟海政致力于量子点应用技术研究、“青托”边丽蘅致力于计算传感与成像研究。他们虽分属不同学院、不同学科,但因为相似的“研究基因”,使他们倍感“志同道合”。

陈棋团队进行高精密金属、有机薄膜蒸镀沉积系统实验

  当中心建成后,学科“创业”落在了实处,青年人才们思维不仅有了更直接的碰撞,更能将一簇簇火花,化作事业的熊熊烈火。在这样一个“谋大事、做大事”的“人才特区”,创新、共享、合作、引领成为关键词。

  “学校是花匠,我们青年学者就像一颗颗种子,中心是我们的土壤,设备经费如同养分,我们彼此交流、快速成长,更重要的是我们形成了一个集体,无论是对外争取资源,还是对内整合力量,都很有优势。”王业亮分享了自己的感受。

  “我们的科研氛围非常浓厚,中心还会定期举办学术‘午餐会’‘下午茶’,我们现在干劲十足,就是感觉时间不够用!”边丽蘅感慨道。2020年春节,中心的教师们决定放弃休假,抓紧时间在全新的平台上,投入工作,产出成果。

  不仅如此,中心的“筑巢引凤”效应也显现出来,对此黄玲玲深有感触:“中心已吸引了三位青年教师加入我的课题组,这样一个高端前沿的创新平台,真正实现了以才引才,形成了人才倍增效应!”

  “不光要把人才引进来,还要培养好,让青年人才围绕学科走到一起,开创事业,是对他们最好的培养。”陈棋这样谈到。让青年人才快速找准前沿研究方向、迸发创新活力,提升高层次人才的聚集和倍增效应,打造人才高地,以平台汇聚人才、培育人才,北理工的探索实践一刻不停。

融合落地,打造一流创新成果

钟海政、边丽蘅等将关于“超越人眼的量子点超光谱仪”研究成果发表于《Nature》子刊

  2020年4月,一篇关于“超越人眼的量子点超光谱仪”的研究论文发表于Nature旗下的《Light: Science & Applications》,该研究通过发展钙钛矿量子点的原位制备技术,制备出透过光谱可以精细调控的量子点薄膜,实现了一种在光谱范围、光谱分辨率上超越人眼的新型超光谱仪,全面刷新了2015年麻省理工大学和清华大学在Nature上发表的量子点光谱仪的参数,在人工智能产品和科学仪器领域具有广阔的应用前景。这一研究成果,就来自刚试运行不到半年的微纳量子光子实验中心。

  微纳量子光子学是涉及电子科学与技术、光学工程、材料科学与工程、物理电子学等多学科的新兴交叉方向,想孕育成果,从思想到行动,交叉融合必须实实在在,落地生根。

  “其实,早在2018年10月,我和边丽蘅老师就开始寻求合作,我们在学校咖啡馆交流沟通后‘一拍即合’,边老师从智能成像算法出发,给材料设计提供了更大的设计自由度,我利用新的材料制备技术引入了新材料体系。直到2019年4月,当我们都搬到中心时,凭借‘串门’级的思维碰撞效率,我们产生了突破性进展。”回忆起合作研究过程,钟海政难掩兴奋之情。

  除了碰撞思维外,中心便利的微纳加工设备和测量条件,也有力支持了361种材料的“海量”制备工作。“如果不是超净间的良好环境,大大提高了材料制备性能,我们也很难把工作做到完美,成果产出也不会这么快。”钟海政介绍道。

王业亮团队指导学生进行原子自旋测量实验

  目前,中心在培育交叉融合成果的方面“热度”,已经辐射扩散,物理学院、计算机学院、前沿交叉科学研究院等相关学院、研究院教师也积极参与到中心相关研究中,开展合作。

  微纳量子光学实验中心平台是学校继分析测试中心、先进材料中心建设后,在大平台建设方面的又一重要举措,创新的模式,倍增式地支撑了新兴学科建设,注入了发展的动力,是学校在“聚大团队、建大平台、担大项目、出大成果”的全链条科研体系的积极探索实践。

  未来,中心会面向全校师生开放,汇聚更多青年人才,为培养造就“胸怀壮志、明德精工、创新包容、时代担当”的领军领导人才,产出高水平研究成果,服务重大科研任务,促进学科交叉融合作出更大贡献,在学校“双一流”建设中描绘下浓墨重彩的一笔!

 

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