第200次:纳米光学与沙漠治理

论坛执行主席
  • 徐红星院士 徐红星院士

论坛日期:2025年8月16-17日

论坛地点:河南省郑州市郑东新区崇实里228号

承办单位:​中国科学院数学物理学部、中国科学院学部学术与出版工作委员会

主题报告
  • 碳基界面反常化学计量比二维晶体结构与性质

    张磊 教授 西安交通大学

    利用原位冷冻电子显微学技术,我们研究了自然条件水环境中碳基界面上的离子凝聚行为,发现主族元素如 Ca 2+ 、Na + 与碳基典型结构如芳香环等之间由于强烈的离子-π相互作用等可驱动形成具有反常化学计量比的二维离子晶体。这些 CaCl、Na 2 Cl、NaCl 2 等晶体在常温常压下可以稳定存在,并展现出有别于传统认知的新颖性质,如钙呈+1 价态行为、室温本征铁磁性、金属性与压电性共存等,并具有普适性(可扩展至其他碱金属、碱土金属及卤素)。这一发现不仅扩展了非饱和盐溶液中离子-π作用的传统认识,深化了对微观基本物质形态与性质的理解,还为生物磁效应提供了潜在的新机制,有望为探索生命过程的磁调控及新型功能材料开辟新途径。
  • 纳米光腔近场调控稀发光

    张正龙 教授 陕西师范大学

    稀土离子发光具有线宽窄、谱线丰富等优势,在照明显示、成像、激光器等方面有重要的应用。将等离激元纳米光腔与稀土纳米晶体发光体系进行有效融合,利用等离激元纳米光腔对光场增强和局域效应,实现等离激元近场对稀土发光在时间域、空间域、频率域进行精细调控。首次将稀土离子发光寿命压缩至纳秒量级,并结合微米光腔实现稀土离子激射。利用等离激元纳米光热效应,实现了稀土纳米晶体的物态结构调控。
  • 极端非平衡条件下的核聚变

    赵永涛 教授 西安交通大学

    强流离子束与稠密物质相互作用的非平衡动理学过程是关系惯性约束聚变以及宇宙原初核过程等重大前沿领域的世界科学难题。现代高功率加速器和强激光大科学装置可以提供极高功率的离子束,极强的电磁场和辐射,极高压强和密度的等离子体环境等,为极端条件下的新物理研究创造了前所未有的新条件,相关研究正孕育着重大突破和发现。本报告将重点介绍依托星光和 GSI-PHELIX 等强激光装置开展的氢硼聚变实验研究。实验发现,激光加速强流质子束与稠密等离子体作用中的氢硼核聚变反应产额比等量冷靶条件下的反应产额高 1-2个量级,这一结果也刷新了单位激光能量下氢硼聚变产额的新纪录;实验还发现当激光加速质子束流强较低(约 1E11 质子束)时,实验测量的氢硼核反应产额与束靶核反应产额估计值相当;然而,当质子束流强增加 1-2 个量级,氢硼聚变反应产额相应可增加约 5 个量级,该 结 果 超 出 束 靶 核 反 应 产 额 预 期 约 4 个 量 级 ( 图 1 ,[arXiv:2308.10878]),分析认为,这一非线性效应与极端强流条件下形成的极端强场、极端非平衡状态有关。图 1 单位驱动激光能量下的氢硼聚变产额(左)及不同流强下的核反应产额对比(右)
  • “看见”并操控介质共振体中的光学模式

    周磊 教授 复旦大学

    全介质共振体中的光学共振模式展现出丰富的三维近场分布,成为构建全介质超构体系的基本单元,后者在调控光场及光物质相互作用方面展现出极大优势。然而,对介质共振体中的光学模式的三维层析测量是当前学界的一个难题。这里,我将介绍我们近期发展的一套基于高阶谐波的实验技术用于解析介质共振体中的三维矢量近场的分布,其具有三维层析、相位及偏振敏感等特性。理解了介质共振体中光学模式的三维场分布,我将进一步介绍如何在不同波长泵浦光的激励下,实现对太赫兹介质超构表面的模式选择性和模式非选择性的动态操控。