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【科学讲座】王业亮:扫描探针技术及在交叉学科中的应用

2018年6月14日晚7点,中国科学院物理研究所王业亮研究员在中国科学院大学玉泉路校区阶一5教室为同学们带来了科学前沿进展名家系列讲座IV第145讲,题为“扫描探针技术及在交叉学科中的应用”。

首先,王业亮研究员为同学们介绍了这次报告的研究背景。纳米电子学目前的要求是要“更小,更快,更冷”,以更高的要求和效率完成相关的科研实验。纳米科技目前的发展则用了三个前进来概括:尺度前景,阻塞排除前进,和排序前进。

然后,王业亮研究员介绍了讲座的第一部分:STM(扫描隧道显微镜)技术的原理与应用。王业亮研究员先介绍了STM的发明者Rohrer和Bining,他们共享了1096年的诺贝尔物理学奖。接着,王业亮研究员简单介绍了STM的尺度,纵向分辨率为0.01埃,横向为1埃。STM由扫描头,控制系统,数据采集系统和附属系统四个部分组成。扫描头中的扫描管是最需要精密技术的部件之一,而由中国科学家设计的潘氏扫描头占据行业内顶尖位置。随后,王业良研究员讲述了低温下STM工作的实现,以及运用STM操作得到的原子像和原子操纵。在这里,王业亮研究员播放的一个IBM公司做出的分子电影吸引了大家的兴趣,大家们对此提出了自己的疑问,王业良研究员对其一一做出了解释。王业良研究员用三句话对前半部分讲座作了总结:STM技术和方法为现代科研提供了重要保障,为观察原子分子的精细结构创造了可能,方便了开展原子操纵和纳米量子结构的研究。

接着,王业良研究院介绍了讲座的第二部分:高分成像方法及应用。这一部分中,王业良研究员介绍了AFM(原子力显微镜)的原理与应用。在简单介绍了AFM本身之后,王业良研究员详细阐述了几个相关例子。第一个例子是原子分子尺度通过AFM理解生物体内的生理过程,王业良研究员补充了其中的物质交换过程和手性识别相关的指示。第二个例子是DNA中的排序、测量、裁剪到优种再生。第三个例子为生命体中的氧气在血液中的传输机制。三个例子包含了物理、化学和生物三个学科,通过学科间的交叉,让在做同学更深入地认识到了AFM的相关优势。

最后,王业良研究员回答了几位同学对讲座的疑问。在同学们热烈的掌声中,本次讲座圆满结束。(文/朱璟 图/朱璟 来源 国科大记者团)

主讲人简介

王业亮,中科院物理所研究员、博导,2012年优青,2017年杰青。2004年在中科院物理研究所获得博士学位,博士期间在德国明斯特大学物理系合作研究,毕业后在德国马普固体研究所做洪堡学者;2008年回到物理所工作。当前的主要研究方向:新型=维原子晶体材料与器件的构筑、物性及应用。利用分子束外延生长,光电子能谱和扫描探针显微镜等技术,在原子尺度上针对新型二维原子晶体材料及其异质结构的构建、物性测量和调控、以及基础应用等方面开展研究。主要研究成果包括SCI收录学术论文80余篇,其中第一/通讯作者文章有Nat. Mater., Phys. Rev. Lett.,Adv. Mater., J Am Chem Soc. .Nano Lett.等;英文书籍章节4篇(1篇为封面)、申请国家专利12项。多项工作被Nature及其子刊作为研究亮点报道。被引2500余次,单篇最高他引540余次,一篇被评为“中国百篇最具影响国际学术论文”。主持基金委杰青项目,科技部国家重点研发计划、中科院重点部署项目等课题。

延伸阅读:

科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机、天文、电子信息工程、环境九个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。