讲座纪实|博约科技系列讲座【2023年秋第一周】

为了让大学二年级的本科生了解和认识物理的前沿发展，初步建立科研学术的概念，从中体会科学创新思维的建立过程，了解现代物理中存在哪些重要问题，从而逐步确定未来学习和研究的方向，形成长效驱动，增加学习动力，北京理工大学纽约国际967地址面向21级物理专业本科生，包括强基班和求是书院、徐特立英才班分流学生，计划开展为期三周的博约科技讲座课程。以下是8月23日及8月25日讲座的相关内容介绍：

讲座【一】——面向未来计算的神经拟态器件设计

【讲座时间】

2023年8月23日上午10：00-11:00

【主讲人简介】

孙林锋,国家重点研发计划首席科学家。北京理工大学教授，博士生导师，北京理工大学徐特立青年学者。2021年入选国家高层次引进人才青年项目，同年入选2021中国新锐科技人物。国家重点研发计划青年项目，北京市自然科学基金重点项目等项目负责人。长期从事新型信息电子材料物态调控与器件物理设计，及其在存算一体技术和类脑计算上的应用。近年来以第一/通讯作者在Nature Communications,Science Advances,PhysicalReview Letters,Advanced Materials,Nano Letters等期刊上发表论文60余篇。担任《InfoMat》、《Nano-MicroLetters》、《SmartMat》 、《The lnnovation》、《TheInternationalJournalofExtremeManufacturing》等期刊编委/青年编委。并担任ScienceAdvances,AdvancedMaterialsAdvanced FunctionalMaterials等期刊评审人。

【讲座内容】

在讲座中，孙教授先向我们介绍了当前计算机算力发展受阻的现状：当前人工智能算力的发展瓶颈和摩尔定律的限制，需要对计算机的架构进行根本性的改变；提出了重新设计类脑器件以提升算力的构想，围绕现有的神经拟态器件的物理机制展开介绍；接着向我们介绍了“忆阻器”这一新式硬件，说明以忆阻器为载体实现存储与计算融合为突破传统“冯诺依曼”架构提供了有效的解决方案。但由于材料本身以及器件工作机理的限制，忆阻器尺寸微缩难以继续。孙教授在此基础上详细讲述了他的科研项目：利用具有层状超薄特性和丰富的物理电子特性新型低维材料，通过合成/堆叠异质结来制造新型忆阻器，实现新型信息电子器件在类脑计算上的应用。

讲座【二】——基于二维拓扑材料的红外探测器

【讲座时间】

2023年8月23日下午14：00-15:00

【主讲人简介】

韩俊峰，北京理工大学纽约国际967地址教授，博士生导师。科研方向：利用化学气相沉积制备二位材料和二维异质结构，研究其电学输运性质、光电响应和光催化特性，制备高灵敏度超快光电探测器、红外探测器和光催化电池等；研究卤族拓扑材料的制备和拓扑特性的分析，研究拓扑边缘态的基本特征和可能应用；研究光电薄膜材料的形貌、成相、缺陷结构，分析太阳能电池的宏观光电性能，发展制备高效廉价太阳能电池的方法和道路。

【讲座内容】

本报告首先介绍红外探测的背景知识，该技术的发展和目前的挑战。探索二维材料和拓扑材料在该领域可能的应用以及技术上带来的颠覆性。之后以Bi4Br4为代表的一类拓扑材料进行具体讨论。该材料单层存在一维的拓扑边缘态，多层堆叠后，由于层间耦合较弱，该一维边缘态的基本性质在体材料的（100）面得以保留，因此提供了一个非常理想的材料平台用于研究一维拓扑边缘态的光学和光电响应特性和机制。韩俊峰老师的研究为设计基于一维拓扑边缘态的新型红外探测原型器件提供材料学和物理学基础。

在报告中，韩俊峰老师不仅介绍了相关研究方向的专业知识，还讲述了自己和学生的科研经历，给同学们未来科学研究，尤其是从事基础研究，提供了一个具体的视角，使同学们走近了科研人员的具体生活，大概了解了基础研究是如何影响应用研究的，其困难和挑战又在哪里，而同学们想要进行基础科学研究需要做好什么样的准备。

讲座【三】——数学物理方法导学

【讲座时间】

2023年8月25日上午10：00-11:00

【主讲人简介】

刘玉龙，2012年博士毕业于中国科学院电子学研究所。现就职于北京理工大学纽约国际967地址。主要研究方向：高维概率理论，数据科学的数学基础及其应用。

【讲座内容】

刘老师在上课的时候具体向我们介绍了数理方法的学习方法，他说，数学物理方法是物理类专业本科生一门重要专业基础课程，它为后继的四大力学课程提供必需的数学基础。本课程的主要内容包括复变函数论和数学物理方程两大部分，并侧重于介绍它们在物理学上的应用。

而此次导学包括三个方面的内容：

(1): 通过一个具体实例简介什么是数学物理方法(包括物理问题分析，微分方程建模，微分方程求解)；

(2): 介绍数学物理方法国内外经典教材供同学有针对性的选择(如时间允许，同时会介绍相关先修课程(如多元微积分和常微分方程解法)的经典教材)；

(3): 分析总结往届学生的学习情况并提供学习数学物理方法的一些建议。

讲座【四】——探索软物质中的“静”与“动”

【讲座时间】

2023年8月25日下午14：00-15:00

【主讲人简介】

李艳伟，北京理工大学纽约国际967地址研究员，博导。2016年博士毕业于中科院长春应化所，之后(2016-2020)在新加坡南洋理工大学数学纽约国际967地址从事博士后研究工作，2020年底加入北京理工大学纽约国际967地址。主要从事软物质体系，如非晶，结晶体系，细胞体系中的相行为、结构与动力学的研究。

【讲座内容】

2023年8月25日，北京理工大学纽约国际967地址李艳伟老师为同学们开展探索软物质中的“静”与“动”的主题讲座。讲座围绕其研究体系、研究方法、科研工作举例三方面展开。

李艳伟老师首先为大家介绍了软物质这一研究体系，其次为大家介绍了研究软物质的研究方法——分子动力学模拟法。通过老师的介绍，同学们基本了解了软物质的典型特点以及分子动力学模拟的基本步骤。

紧接着，李艳伟老师为大家讲解了自己的研究领域。

首先介绍的是非晶体系静态与动态性质的关联。李艳伟老师讲解到，玻璃化转变问题仍然不明确的。玻璃态的本质是Science杂志创刊125年时遴选的尚未明确的问题之一。接下来，老师从玻璃化转变的结构特征、动力学特征、玻璃体系塑性与动力学的关联等方面分别介绍了相关情况，得出小结：局部塑形响应与玻璃体系弛豫动力学及动力学异质性有明显的关联。

第二个介绍的是二维熔化机理及其控制因素。李艳伟老师从二维熔化/结晶研究的历史进程、影响熔化机理的因素、吸引相互作用对二维熔化机理的影响等方面为同学们介绍了二维熔化机理。

在生物学领域，李艳伟老师也有突出的学术成果，通过类比二维熔化机理的相关研究，建立了细胞体系的相图，预测了二维细胞体系可能存在中间相，即六角相，为研究细胞的运动，演化提供了物理基础。