黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室

平台概况：

先进功能材料与激发态省级重点实验室于2008年备案批复，立足黑龙江省，利用我省材料科学方面所具有的优势以及自身的研究特色，注重凝聚态物理与化学、材料科学、生物学的相互交叉与融合；致力于揭示THz波传播、半导体纳米复合材料中电子输运、纳米光电器件的工作原理等基础科学问题；构建凝聚态物理理论、低维半导体理论、半导体纳米复合材料的基础研究及应用等方面的研究平台，成为国内高级人才培养基地和国内外学术交流中心。

主要研究方向：

方向一：双曲材料体系和超表面光学性质

此方向主要开展石墨烯-hBN多层结构形成的双曲超材料的可调谐光学特性（如透射、反射和吸收等）的研究，揭示各种基本光学特性的调控机理，提出近红外和太赫兹波段的可调谐、低损耗和可工作于宽带的石墨烯双曲超材料的实现方法，并探索石墨烯双曲超材料在调控透射、反射，实现完美吸收、空间滤波和偏振控制等方面的应用为潜在的研究目标。设计出新一代的超功能器件，从而为光通信和太赫兹通信提供各种新型器件。

方向二：固体量子自旋比特系统

此方向主要开展单自旋相干和双自旋相干的量子临界性的研究，并分析了不同驱动参数、有限温度和自旋对位置距离对其临界行为的影响。论证量子相干的一阶导数可以正确地检测拓扑量子相变，但有限的温度强烈地影响了对临界点的检测精度。分析单自旋相干、双自旋相干的马尔可夫和非马尔可夫动力学及其分布。从而为进一步提高量子精密测量的灵敏度奠定理论基础。

方向三：非晶态金属性质

此方向主要开展Al元素对二元系非晶态金属CuZr的力学性能和玻璃形成能力的优化机理。采用分子动力学模拟方法研究Cu50Zr50和Cu45Zr50Al5从1600 K液态到100 K非晶态固体的中短期结构。证明Al原子倾向于作为二十面体(ICO)的中心，可以显著提高ICO的完整分数并且可以促进Bergman中量级有序结构的形成，从而揭示CuZrAl非晶合金具有较高GFA的核心机制。通过CuZr金属玻璃具有复杂的五重对称性的分子动力学模拟，论证金属玻璃和准晶体之间的内在相关性。

方向四：超快非线性光学

此方向主要开展纳米薄膜的非线性光学特性，采用室温磁控溅射法制备Ag/Sb₂Se₃、石墨烯/MoS₂/Ag等体系薄膜，并通过Z扫描技术对其非线性行为进行系统研究，证实了共掺杂对纳米膜耐蚀性的提升，以及对自由载流子吸收的宽带非线性响应特性的优化现象。解释了Ag薄膜的局部表面等离子体共振效应增大是导致石墨烯/MoS₂/Ag薄膜非线性光学特性的增强的核心机理。从而为Ag/Sb₂Se₃、石墨烯/MoS₂/Ag等体系薄膜在全光开关领域的应用奠定坚实的基础。