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应用物理学科
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应用物理学科

该学科依托学院物理学专业。主要研究方向及其特色、优势:

电磁场、飞秒激光及离子束等对海洋生物的非线性效应及应用

该研究方向主要从事采用飞秒激光诱导自发荧光或外源性荧光、二次谐波特性以及LIBS等多种手段,从多个视角非侵入性测试海洋生物组织,这对于准确地反映其生物特性起到互相补充和印证的作用,可在光谱及空间上提高对样品组织检测的区分度和检测的可靠性;利用离子注入手段改良海洋生物品种,以及通过其对环境的反应监测海洋环境。学科带头人长期从事凝聚态物质的光学、光谱性质以及光子学的研究,已积累了多年的经验。系统地研究了有机材料(包括生物组织)的非线性光学性质、激光与物质的相互作用,从理论上建立了光与生物组织的相互作用模型,对多种生物组织的样品进行了测量;进行了类生物组织的飞秒激光诱导自发荧光或外源性荧光、二次谐波特性实验及激光显微拉曼光谱实验;利用双光子激发荧光等对生物细胞涂片进行非侵入性探测,实施单个细胞操作,目的在于对生物体的早期诊断提供实验依据。上述实验的部分研究成果具有创新性,居国内领先水平。另外,我们与弱光非线性光子学教育部重点实验室(南开大学)建立了合作关系,双方合作研究、成果共享。

研究特色和优势:

1.利用强电场、强磁场和飞秒激光辐照等方法刺激海洋生物,达到促进其快速健康生长、增强对环境的适应能力以及提高卵孵化率等目的;以多种低能离子束为诱变源,对海洋生物实施离子注入手段,促成其基因突变以改良培育新品种。

2.利用飞秒激光对海洋生物的超快光学非线性效应,研究光致生物组织非线性作用的机理、效能,寻求跟踪监测海洋生物组织发生病变过程的判据等,为早期检测组织病变提供依据;同时辅之以测量海洋生物的声光信号、检测生物体的健康状况。

3.通过海洋生物的声光信号以及激光诱导击穿光谱技术(LIBS)对海洋生物细胞进行痕量元素浓度的跟踪监测,判断海洋环境的污染程度。

纳米材料与技术及其在海洋中的应用

本领域是目前物理学及相关交叉学科方向的一个热点问题,众所周知,不同维度结构的凝聚态物质,其性质存在着明显的差异,而这些量子效应在理论和实验研究中具有重要的基础学术意义,且在量子操控、量子信息及微电子器件技术领域等方面有实际的应用价值。利用量子力学和统计力学,研究微观领域的量子效应在宏观尺度上的表现,从而找出我们所能观测、计算的物理、化学、生物等现象的内在本质。并可对其进行微观尺度的量子操控和改进。通过近几年的研究,已经建立了拟开展的相关理论研究和实验工作的基础。我们在纳米半导体载流子的传输机制对量子材料的光电性质的影响、量子材料的尺寸、密度与其温度稳定性的关系、半导体发光材料、磁性材料应用等方面作了一系列的工作。本研究方向已经发表了数十篇学术论文,其中被SCI、EI收录论文10多篇,达到国内先进水平。另外在学校的支持下,我们已经建立了一套光伏测量系统。今年省里已经批准实验室的后期建设项目,项目经费预计100多万元。

研究特色和优势:

1.海洋生物蛋白质链中的电子修复问题,以及蛋白质构建物理特性空间;研究蛋白质折叠/去折叠,理解蛋白质折叠病的机理。

2.纳米材料光学效应,研究光与物质的非线性相互作用以及由此导致的光波之间的非线性相互作用,是现阶段光学研究的前沿领域之一,也是非线性光通信的重要理论基础。

3.太阳能光伏材料的研究及检测,研究半导体发光材料在海洋渔业方面的应用(现已经建成一套太阳能电池材料的检测系统,可以为相关企事业单位服务。

4.海洋孤子研究。

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