1.项目介绍

当前量子信息、人工智能等新兴技术对光电磁功能材料的性能要求日益提升，而我国在基础研究与研发上与国际顶尖水平仍存在差距。本项目依托南开大学物理、化学、材料、信息等多学科优势，理论层面提出分子基材料结构与功能关联的指导理论，揭示结构调控机制；技术层面发展功能晶体材料的过饱和非平衡掺杂、低成本批量制备等核心技术，致力于突破高性能光电材料“卡脖子”难题，服务国家战略需求。

项目设置三个研究方向：一是分子基功能材料的构筑及前沿交叉应用，采用高通量理论模拟辅助设计，实现高效材料开发；二是基于人工微结构的高品质微纳光腔及其光激励应用，发展新型高Q局域化光场模式；三是基于铌酸锂等功能晶体集成光子芯片的设计加工及器件集成，攻关大尺寸掺杂晶体生长、薄膜芯片制备等核心技术。

项目阶段性研究目标为重点突破分子基材料高通量设计、连续填料单晶生长、微纳光腔制备等关键技术；第四至五年实现掺杂功能晶体、电光调制器及单片光电集成芯片。预期发表高质量论文30–50篇，申请发明专利5–10件，培养博士/博士后10–20人。

2.项目负责人及团队骨干  

卜显和,南开大学材料科学与工程学院教授、中国科学院院士，长期从事功能配合物化学研究，主要方向为配位聚合物的功能导向构筑、结构调控及性能研究。主持国家自然科学基金创新研究群体项目、重大项目、杰出青年基金、重点项目、国家“973”计划课题等20余项国家和省部级科研项目。以通讯作者发表SCI学术论文600余篇，连续入选爱思唯尔中国高被引学者榜单，主编《配位聚合物化学》等专著与教材多部。以第一完成人获2014年度国家自然科学二等奖、2018年度天津市自然科学特等奖等多项科技奖励。

许京军,南开大学物理科学学院教授、博士生导师，原南开大学常务副校长。长期从事光子学领域研究，主要方向包括铌酸锂材料优化与非线性光学、光电器件及薄膜微纳光子学等。主持国家“863”计划、“973”计划、国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目等多项国家级重大科研项目。合作发表SCI论文500余篇，编著著作3部，获发明专利授权60余项，成果被他引万余次，曾获国家自然科学二等奖（第一完成人）等10余项科技奖励，部分成果在国防建设与国家重大需求应用中实现转化。

陈树琪,南开大学杰出教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划首席科学家。长期致力于人工微结构光场调控理论与实验研究。承担包括国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大项目、天津市杰出青年基金等科研项目20余项。在Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., Adv. Mater., Light: Sci. & Appl., Optica等期刊发表SCI论文170余篇，多次入选Elsevier中国高被引学者；获2024年度天津市自然科学一等奖，担任中国超材料学会常务理事、中国物理学会青年工作小组委员等。

张国权,南开大学物理科学学院教授、博士生导师、院长，主要从事铌酸锂集成光电子器件、微纳结构光传播与光调控及量子光源等研究。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目及重大研究计划重点项目等多项国家级科研项目。发表Phys. Rev. Lett., Adv. Mater. 等SCI论文230余篇。获国家自然科学二等奖及天津市自然科学一等奖等。现任中国物理学会理事、中国光学学会理事、美国光学学会高级会员及天津市物理学会理事长。

李伟,南开大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，教育部特聘教授。主要从事配位聚合物的合成、结构表征、物理性质及其在能源领域方面应用的研究。主持了国家自然科学基金面上项目等多项重要科研项目，迄今以第一和通讯作者身份在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.和Adv. Mater.等杂志上发表论文80余篇。

徐加良,南开大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，主要从事手性光化学与非线性光学材料研究。主持国家自然科学基金面上及青年项目、天津市杰出青年基金等多项科研项目。入选国家级青年人才。以第一或通讯作者在Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等期刊发表SCI论文100余篇；获天津市自然科学一等奖（排名第二）及中国化学会光化学青年创新奖。

3.项目拟推进的多学科交叉研究方向

（1）分子基功能材料的构筑及前沿交叉应用

本方向的核心问题在于如何突破传统试错模式，实现分子基材料结构的高效设计与功能精准调控。融合无机化学、材料科学、物理学等多学科，依托高通量理论模拟与人工智能辅助设计，结合量子化学计算、晶体工程学原理及高精度材料表征平台，设计合成具有特定光、电、磁性质的分子基材料，系统探究结构与功能的构效关系，并评估其在催化、储能等领域的应用潜力，服务于战略资源分离、能源利用、环境治理及低碳转化等国家重大需求。

（2）基于人工微结构的高品质微纳光腔及其光激励应用

本方向的核心问题在于解决高品质因子谐振与光场局域增强难以同时满足的物理瓶颈。融合物理学、光学、材料科学等多学科，依托腔量子电动力学理论，结合微纳加工技术平台与光学表征系统，设计人工微结构，发展新型高Q局域化光场模式；将微纳光腔与二维材料、稀土材料结合，构建高效微纳光激射系统，并实现对输出激光偏振、波前等多自由度的联合调控，为新型微纳光源、量子光学器件及高灵敏度传感提供核心元件。

（3）功能晶体集成光子芯片的设计加工及器件集成

本方向的核心问题在于如何突破大尺寸高均匀性掺杂功能晶体生长、薄膜芯片加工及集成等“卡脖子”关键技术。融合物理学、材料科学、电子工程等多学科，基于铌酸锂等功能晶体，研制智能单晶生长系统，发展过饱和非平衡掺杂与全光刻低成本批量制备技术，攻关大尺寸掺杂晶体生长、局域掺杂、薄膜与半导体异质键合等工艺；研发低压高速电光调制器、光学微腔孤子频率梳等核心元器件，实现有源无源器件的大规模集成。

4.项目制研究生招生专业背景要求

专业背景要求：无机化学、有机化学、配位化学、材料化学、晶体工程、计算化学、光学、凝聚态物理、光子学等。具备跨学科思维，能够将化学合成、理论模拟与物理性能表征有机结合；具有高通量数据分析和理论计算辅助材料设计的初步能力；善于从应用需求出发逆向推导材料设计思路。

本项目为多学科深度交叉的前沿研究计划，鼓励具有物理、化学、材料、光学、电子等多学科背景的学生申请。研究生培养实行“主导师+副导师+管理导师”联合指导模式，要求学生具备较强的自主学习能力、团队协作精神和独立开展创新性研究的潜质。

5.项目组联系方式

卜显和https://mse.nankai.edu.cn/bxh/list.htm

许京军https://physics.nankai.edu.cn/xjj/main.htm

陈树琪http://chenlab.nankai.edu.cn

张国权https://physics.nankai.edu.cn/zgq/main.htm

李伟https://mse.nankai.edu.cn/lw_10837/list.htm

徐加良https://mse.nankai.edu.cn/xjl/list.htm

联系人：徐加良jialiang.xu@nankai.edu.cn