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公示内容 项目名称 金属微纳结构材料的精确制备、光学新效应及应用基础 提名单位 江苏省 提名单位意见: 南京大学的研究团队立足于国际学术前沿和自身学术优势,多年来围绕人工微 纳结构及其光学新效应、 新原理中的关键科学与技术问题,在国家和省部级重大、重 点等项目的支持下,通过理论设计、材料制备、性能调控及新效应演示,建立了一系 列独具特色的人工微纳结构材料的精确制备与调控的新技术,获得了控制光(电磁 波) 激发、 传播及耦合的新方法和新途径,并且提出了增强和调控光子局域态密度以 实现痕量分子检测和高灵敏度生物传感的新策略.

研究团队获得了一批具有较高国际水平的原创性研究成果,部分研究成果受到 了国内外同行的高度关注和认可,达到了国际领先的水平.在相关领域发表高水平 SCI 论文

101 篇,其中

8 篇代表性论文正面引用超过

600 篇次.多次在国内外学术会 议上做邀请和主旨报告, 并多次组织地区级相关研究领域的学术研讨会, 以优秀的成 绩圆满完成了所承担的科研项目. 研究成果推动了微纳结构材料光物理的发展, 为信 息、 生命科学及交叉学科的进一步发展做出了富有开拓性和系统性的贡献, 为提高我 国在相关领域的科技创新能力做出了重要贡献. 江苏省及相关科技部门审阅了该项目的申请材料, 确认全部真实有效, 并按照要 求进行了公示,无异议.特此提名该项目为国家自然科学奖二等奖. 项目简介: 人工微纳结构材料具有可设计性, 不仅能够调控材料的物理效应和性质, 而且表 现出了天然材料所不具备的新奇效应,因而有着重要的基础研究意义和重大应用价 值.项目组在国家重大基础研究(973)计划和自然科学基金重点等项目资助下,系 统研究了光波在具有人工微纳结构的贵金属材料中传播、耦合和散射等过程所产生 的新效应, 提出了调控和增强微纳结构贵金属材料中光子局域态密度的新原理、 新策 略, 发展了合成单分散胶体颗粒的新方法, 形成了胶体颗粒自组装与基于模板复制法 的人工微纳结构金属材料制备与控制的一系列实验新技术,实现了具有高增强因子 的拉曼检测原理性芯片.项目主要科学创新点如下: 1. 提出了一种由金属包裹介质微球自组织构成的金属/介质型光子晶体的物理 思想,预测了其在近红外/可见光区具有宽的光子全带隙,在国际上被认为是解决反 蛋白石结构制备全带隙光子晶体所面临的选材限制难题的一个重要途径;

发展了单 分散介质/金属-核/壳结构颗粒的制备及重力沉积自组织方法,从实验上实现了具有 光子带隙的金属/介质型光子晶体. 2. 发展了胶体颗粒单步种子合成生长技术,实现了尺寸高度单分散、粒径精确 可控的聚苯乙烯胶体颗粒的宏量制备,解决了以往合成方法中难以控制尺寸单分散 性的技术难题, 被国内外同行广泛采用;

发展了多种高效的自组织方法制备出厘米尺 度高质量胶体晶体,揭示了图案化衬底周期势能与毛细浸没吸引力之间的竞争机制, 解决了国际上生长大面积单畴胶体晶体以及控制晶格对称性的难题. 3. 发展了无电镀化学方法与基于胶体晶体的模板及二次模板相结合的材料制 备与结构控制新方法, 实现了由贵金属球壳构成的有序微结构材料, 精确复制了胶体 颗粒的单分散性和胶体晶体的高度有序性,为高比表面积金属有序微纳结构材料的 物理特性与应用研究提供了可靠的技术支撑. 4. 发现了准三维金属微纳结构中光学异常透射效应,揭示了结构中等离激元模 式从局域态向扩展态的演化机制, 为光场操纵和调控提供了新途径;