量子科学 颠覆你对世界的认知
——记东北师范大学量子材料与物理科研团队
东北师范大学量子材料与物理科研团队成立于2009年，是材料科学与工程（“双一流”建设学科）、物理学科的中坚力量；近年来，在队伍建设、平台建设、科学研究、教育教学等方面取得重要成绩。同时，科研团队积极践行科研育人职能，履行立德树人使命，在“创造的教育”理念指引下深入推进科教融合，获得了吉林省教学成果一等奖，培养了一批学科优秀人才和行业特色人才。
学科交叉协同 提升科研水平
研究团队经过多年探索，形成了“依托大平台、承担大项目、凝聚大团队、培育大成果”的科研组织思路。团队重视平台建设的基础性作用，近年来相继获批建设紫外光发射材料与技术教育部重点实验室、量子科学中心、物理学国家级实验教学示范中心，高等学校学科创新引智基地（111计划），国家基金委理论物理学术交流平台等高水平科研、教学、交流平台。
同时依托优良的平台条件，团队面向重大基本问题和国家战略需求，强化基础研究、拉动应用研究、拓展军民融合；协同攻关锤炼了研究团队、培养了青年人才；形成了具有物理、材料、信息等学科交叉背景、年龄/学缘结构合理的高素质研究队伍。团队近年来在量子材料的理论设计、低维光电材料的量子效应、光量子操纵及其器件设计、量子开放系统中的信息处理、微纳光/电信息存储技术等领域取得重要创新性结果，荣获包括国家自然科学二等奖在内的国家级、省部级科研奖励10余项。
研发新器件 持续提升新材料的性能
东北师范大学“紫外光发射材料与技术教育部重点实验室”配备有专门用于忆阻器件制备研发的超净间系统，并建立起从光电子材料制备，到材料结构/光学/电学特性表征，再到器件制备与测试这样一套较为完善的现代化实验平台。
在这里量子材料与物理科研团队正进行着柔性器件、忆阻器、太阳能电池等方面的研究。团队成员马剑钢教授说，以太阳能电池为例，太阳辐射的能量主要分布在可见光和红外光波段，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%。目前常用的硅太阳能电池主要利用了日光中的可见光部分，对红外光的利用效率仍然较低的。而我们正在研究的量子点太阳能电池能够有效地吸收短波红外光，有望获得更高的光电转化效率。
“量子是我们用肉眼、用触觉感觉不到的，需要借助一些仪器，并且在很多特殊的情况下，它才能保证这种量子的特性。如果这保持不好的话，这种量子特性就消失了。所以我们这个科研不但要付出精力，在很多情况下，还要付出一些体力，要想很多办法。”团队负责人衣学喜说。
研究团队长期致力于氧化物半导体材料与器件的基础和应用探索研究，在忆阻器件研制及功能拓展等方面取得有特色的系列研究成果。构建了“氧离子扩散型”InGaZnO忆阻人工神经突触，首次实现了“艾宾浩斯”学习记忆行为的模拟。该器件被认为“具有接近于人脑的特性”，“能用于高能效神经系统仿生”。实现了可与人脑比拟的超低功耗忆阻器件。
科研教学融为一体 在科研中培养人才
团队实行学科方向带头人负责制（PI制），将科研团队和教学团队融为一体，促进科研成果向教学内容转化、科研方式向教学形态转变，形成以高水平科研促进高质量教学的长效机制。近年来，团队累计指导学生发表SCI、EI论文150余篇、“大创”项目30余项，制作科技作品数十件，获得国家“挑战杯”、数学建模、CUPT等百余项奖励。
团队秉承“创造的教育”理念，在国内率先提出并实践了“问题导向的物理教学模式改革”，获省高等教育教学成果一等奖，该项改革促使学生由被动的知识接受者转变为主动的学习建构者。
团队成员吴金辉教授说，在教学中设想一些没有的问题，促使同学们思索解决的方案，这需要一些发散的思维。按这个方式培养学生，待同学们走上更高的学习阶段，比如读研究生阶段，他就会更富有创造思维，这同时对老师也是一个促进。
2016年8月，我国研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，让中国量子通信技术走在了世界前列，也让中国量子科技引起了更多国人的关注和自豪。未来，量子材料与物理团队将继续在这一前沿科技领域展开攻关，让新技术把更多不可能变为现实。
该团队实验和理论同时进行，理论主要负责为实验提供支撑，解释实验观测到的新现象，预言未观测到的结果，从而指导实验。这些成果可以用来改变我们的日常生活。
/记者 周博 报道 摄
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