中科大国家研究中心-合肥微尺度物质科学国家研究中心[国家级科研机构]

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合肥微尺度物质科学国家研究中心

      合肥微尺度物质科学国家研究中心（以下简称微尺度国家研究中心）是科技部2017年11月批准组建的六个国家研究中心之一，依托于中国科学技术大学，是在合肥微尺度物质科学国家实验室筹建十余年的基础上组建。2018年3月，微尺度国家研究中心建设运行实施方案通过专家论证。


　　微尺度国家研究中心通过整合物理、化学、材料、生物和信息这五个一级学科的研究力量，在学科交叉与融合的基础上，形成一个以多学科综合为特点、以国家重大战略需求和交叉前沿领域为导向的新型基础科学研究中心。微尺度国家研究中心以多学科交叉融合为指导思想，聚集微观尺度科学并产生重大原创性成果，在光与冷原子物理、单分子物理与化学、低维物理与化学、纳米材料与化学、纳米催化与能量转化、分子与细胞生物物理、神经环路与脑认知、分子医学、Bio-X交叉科学、理论与计算科学、尖端测量仪器等十一个重要研究领域开展基础性研究。


　　微尺度国家研究中心现有一支488人的研究队伍，其中教授/研究员329人。微尺度国家研究中心在研究任务和组织体系的框架下进行整合，不断优化人才队伍结构，凝聚了一批学术造诣深、富有献身精神、年龄结构合理的优秀人才队伍，包括中国科学院院士15位、中国工程院院士1位、国家杰出青年科学基金获得者97位、国家重大人才工程获得者22位、国家优秀青年科学基金获得者64位，16个国家自然科学基金委创新研究群体和6个教育部创新团队。


　　微尺度国家研究中心聚焦未来信息、新能源和生命健康等重大创新领域，以纳米科技、生物科技、信息科技和认知科学的多学科交叉创新为导向，开展微尺度物质体系的基础和应用基础研究，汇聚一流创新资源，完善协同创新体制机制，抢占科学研究制高点，打造原创成果策源地，在微尺度物质科学领域成为代表国家水平、体现国家意志、承载国家使命的科研与人才培养基地。

合肥微尺度物质科学国家研究中心

合肥微尺度物质科学国家研究中心：http://www.hfnl.ustc.edu.cn/

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合肥微尺度物质科学国家研究中心研究体系

　　课题组是合肥微尺度物质科学国家研究中心的基本研究单元，由责任研究员（PI）负责组建课题组，责任研究员由国家研究中心主任聘任。研究部的设立是为了促进学科之间的交叉、融合，便于学术交流。微尺度国家研究中心鼓励、引导研究组之间的合作研究和集中攻关，承担国家重大任务。各研究部主任由国家研究中心主任聘任。

　　根据学科发展、国际前沿的重点研究方向及实验室的具体情况，合肥微尺度物质科学国家研究中心现设十一个研究部，即：光与冷原子物理研究部、单分子物理与化学研究部、低维物理与化学研究部、纳米材料与化学研究部、纳米催化与能量转化研究部、分子与细胞生物物理研究部、神经环路与脑认知研究部、分子医学研究部、Bio-X交叉科学研究部、理论与计算科学研究部、尖端测量仪器研究部。

　　合肥微尺度物质科学国家研究中心重视并适当安排少量超前的、非共识的研究方向和研究课题，单独以课题组的形式存在，并通过合理的考核评价，确定是否继续支持发展。

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光与冷原子物理研究部[合肥微尺度物质科学国家研究中心]

面向信息安全、计算能力、测量精度等重大需求，开展基于光与冷原子物理体系的前沿基础研究。

研究方向

１．光量子系统的相干操纵；

２．介观体系的量子光学；

３．超冷原子与分子的多体相互作用；

４．基于光与冷原子体系的精密测量。

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单分子物理与化学研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

建立领先的空间、时间、能量、动量等多域高分辨、高灵敏综合表征平台，在原子分子层次上研究物理、化学、材料和生物科学中的一些重要基本问题，为高新技术创新提供新的知识、依据和基础。

研究方向

1．表面单分子物理化学；

2．痕量探测与精密测量；

3．分子立体反应动力学；

4．多域高分辨综合表征技术。

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低维物理与化学研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

研究低维体系的自旋、轨道、电荷以及晶格等多自由度的基本物理规律以及衍生出的超导、强关联以及拓扑等重大科学问题，探索低维体系化学反应的动力学和热力学微观机理，以及在低维空间中化学合成、活化和解离等的调控机制。

研究方向

１．低维体系的强关联和拓扑效应；

２．低维体系的电-声作用及调制；

３．低维体系的自旋及磁电子学；

４．低维体系中的化学行为。

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纳米材料与化学研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

面向国防、航空航天、材料工程等领域对高性能复合材料的重大应用需求，发展若干种具有重要应用前景的高性能纳米复合材料组装结构的可控制备方法和组装技术。

研究方向

１．纳米材料合成方法学；

２．纳米仿生材料；

３．纳米复合材料；

４．纳米材料宏量制备及实用化。

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纳米催化与能量转化研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

研究纳米尺度下的多相表界面处光子、电子和声子之间以及这些能量方式与材料表面分子之间的耦合与演化规律，以高时间和空间分辨率地建立纳米材料的原位演变机制，利用光、电、热的协同耦合，开辟直接转化的变革性技术。

研究方向

１．催化碳资源转化体系；

２．太阳能转化体系；

３．电化学能源体系；

４．热电转化体系。

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分子与细胞生物物理研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

建成国际一流、面向国内外开放的细胞生物物理学与动力学研究基地，并形成支撑创新医药发展的策略与平台技术。

研究方向

１．表观遗传调控的分子机理与细胞命运决定；

２．无膜细胞器动态组装的分子生物物理学规律与可塑性调控；

３．细胞命运抉择可塑性与化学生物学干预机制；

４．生物大分子机器可塑性新理论与技术方法。

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神经环路与脑认知研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

以脑认知功能的神经基础为核心，解决脑认知微尺度神经结构功能原理，以及相关脑认知疾病发病机制和诊断干预手段的系列重大基础科学问题。

研究方向

１．突触结构和可塑性；

２．神经环路结构与功能；

３．脑认知的分子细胞机制；

４．大范围微尺度多指征的脑图谱技术。

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分子医学研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

建设世界一流的、以多学科交叉为特色的分子医学研究中心。从亚纳米到微米尺度揭示人类重大疾病的发生、发展和转归的基本规律，为发展新型诊疗策略奠定基础。

研究方向

1．免疫识别、活化和调控的细胞分子机制和结构基础；

2．肿瘤发生发展中的基因和代谢调控分子网络；

3．病原微生物/共生微生物与宿主互作的细胞分子机制；

4．重要疾病的遗传及表观遗传调控机制；

5．分子影像探针与药物设计。

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Bio-X交叉科学研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

以学科交叉为牵引，发展新技术新方法，解决生物学的科学问题。发展和融合适用于组织、细胞乃至单分子的多尺度的成像、检测与操控技术，提供新型的生命科学研究手段，用于解决不同尺度的重大生物学问题。

研究方向

１．多尺度的成像、检测与操控技术；

２．单生物分子的结构与功能；

３．肿瘤与天然免疫的分子机制；

４．酶催化机理；

５．纳米生物技术与纳米生物器件。

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理论与计算科学研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

定位于交叉科学理论与研究方法发展的推进器，聚焦于发展和应用先进的理论方法，与实验科学紧密结合揭示复杂体系的性质与动力学行为。

研究方向

１．理论模拟方法与程序发展；

２．新型功能材料的理论设计；

３．化学反应与成核生长机理研究；

４．激发态动力学与光物理化学研究。

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尖端测量仪器研究部 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

面向基础性测量需求，发展高灵敏、高精度的测量方法与技术，搭建原型仪器装置，实现示范性应用。

研究方向

１．热力学参数的原级光学计量；

２．痕量同位素原子分子探测；

３．基于原子的磁与惯性测量；

４．基于量子霍尔效应的电阻原级测量；

５．微纳尺度单颗粒物分析；

６．微纳结构表面处理新技术；

７．单光子探测大气遥感和目标成像。

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先进材料制备与微纳加工平台 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

先进材料制备与微纳加工平台是合肥微尺度物质科学国家研究中心的主要公共支撑平台之一，参照国外同类型先进公共实验室进行设计和建设，已先后投入3500万基建改造费和1亿元设备购置费进行超净室实验场地和装备的建设。

平台目前已建成高等级洁净室1200余平方（其中百级洁净室500平方，千级洁净室500平方，10万级表征测试洁净室200平方），洁净室各项主要硬件环境指标达世界一流，国内领先的标准：洁净室内防微振技术指标按照NIST-A标准建设，在振动隔离难度极高的低频振动隔离方面远高于一般半导体厂的VC-D、VC-E标准；洁净室内的环境温度控制指标最高可达到小于±0.1℃/h温度漂移的超高精度要求；实验室供电采用双路供电+UPS+柴油发电机的高可靠性供电；集中供应几十种特殊工艺气体、配备完善的特气侦测和安全系统；集中供应18.2MΩ的超纯水、PCW、9N超纯氮气、CDA、PV、HV等，厂务配套设施全面、先进、标准、完善。

平台目前已配备各类微纳加工和表征测试设备70余台套，正在运行一条相对完整的微纳米加工工艺线，涵盖了图形发生、薄膜制备、材料刻蚀、键合封装、表征测试等常见的工艺段，可以进行常见微纳米结构和器件的加工，极限线宽达到10纳米，材料种类包括硅基、碳基、金属、聚合物、化合物半导体、二维纳米等多种类型材料，可以有力支撑多学科领域的微纳米器件加工以及微纳米结构的表征测试需求，设备总值超过1亿元，整体设备工艺能力达到国内外先进微纳加工的水平。

平台现有专职支撑队伍共25人，技术支撑队伍规模适中，技术精湛，分工合理。依托高水平的专职支撑团队，平台不仅为研究中心了提供强有力的科研支撑，同时也是学校科研的重要支撑力量。平台目前已有正式注册用户1000余人，涵盖学校物理、化学、材料、工程、核科学、信息、生命及地球空间科学等主要学科，支撑着250多个课题组的200余项科研项目。与此同时，平台立足长三角、辐射全国，还为校外180余家高校、科研院所及央企、上市公司等提供了加工、检测和技术咨询服务，有力地支持了兄弟院校的科研及地方经济建设。

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综合表征与测试平台 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

综合表征与测试平台是合肥微尺度物质科学国家研究中心公共技术平台的主要公共支撑平台之一，包括结构与成分表征、生物技术、集成影像、低温强磁场等子平台。

结构与成分表征子平台拥有仪器设备总价值超1亿元。涵盖对量子器件结构与形貌测试、相关体系结构的热稳定性研究、表征各种复杂氧化物超晶格的结构和微结构、功能器件成分监测、功能器件物性检测等方面。

生物技术子平台包括大型仪器测试中心、实验动物中心、生物工程与技术中试基地、生物安全实验室、生物大数据与信息学和生物资源库等。涵盖生命科学与医学基础研究的大型仪器测试服务、各种实验动物品系资源的提供、生物工程产品的中试和转化、生物病原体研究的特种实验室共享、生物资源库保存和开放共享与生物大数据计算等方面。

集成影像子平台是微尺度国家研究中心为推进前沿交叉学科原始创新而建立的科研与技术支持综合平台。将完善现有的光学及电子显微设施，重点研发具有自主知识产权的大样品三维光学成像以及单分子及超高分辨光学成像技术和装置，并实现与冷冻电子显微的纳米分辨率关联成像，为先进功能材料、复杂大分子材料、生物组织特别是脑神经环路样品等超微结构与功能检测分析，提供最前沿技术手段和高水平支撑。

低温强磁场公共测试子平台利用特有的低温强磁场条件，结合“力热光电磁”等外场调控手段，对先进功能材料和器件的物性及外场响应行为给出准确的测试数据和合理评价。发挥在极低温和强磁场方面的独特优势，在扩展通用测试基础上，加强自主升级改造和开发，不断完善发展仪器多参量外场调控能力，结合高压、光电场偏置等物理调节手段，积极拓展测试服务项目；另外，力争发展强磁场下的组合显微系统，完善从宏观到微观量子态检测与调控的技术能力。

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高端研究平台 [合肥微尺度物质科学国家研究中心]

为支撑中心主要研究方向，提供先进科学工具，加速研发效率，中心建设十个交叉型高端研究平台。中心的十一个研究方向将深度交叉融合、互为支撑，驱动新的测量手段的发展，研制深入微观尺度和实现多个测量维度的新仪器设备。新理论和新探测技术建立将融入到交叉型平台的建设中，形成良性互动、交叉融合的发展局面。科技战略与政策研究室围绕长期发展规划，开展科技政策研究，服务创新驱动发展战略，为国家创新战略和政策的宏观决策提供科学依据、智力支撑。

• 超冷原子多体相互作用研究平台

• 多维度高分辨综合表征平台

• 纳米材料微观动态表征平台

• 细胞原位单分子谱学和超高分辨成像平台

• 微尺度疾病检测与分析平台

• 新型功能材料精准设计平台

• 国际功能材料量子设计中心

• 国际化学理论中心

• 科技战略与政策研究室

• 生物分析化学院士合作研究中心