本网讯（融媒体中心 材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院）量子材料与原理型器件是安徽大学材料科学与工程学科的主要研究方向之一。安徽大学材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院单磊教授团队长期致力于新型量子材料机理与器件构筑方面的研究。近年来，团队联合中国科学院合肥物质科学研究院、中国科学技术大学等优势力量，聚焦量子材料前沿热点，开展笼目材料系统研究，在拓扑超导、电子向列相、近藤物理等关键科学问题上取得了多项具有国际影响力的原创成果，坚持科研与装备研发相互驱动、相辅相成，同步推进关键实验装备研制，为学校“双一流”建设提供学科支撑和平台赋能。
学科建设：深耕量子材料前沿，夯实学科增长点
近年来，笼目材料因其独特的晶体机构与能带结构，成为拓扑量子材料领域最受关注的前沿方向之一，是探索拓扑超导、马约拉纳零能模、电子向列相等新奇量子物态的关键材料体系，有望为寻找拓扑量子计算候选材料提供重要的实验线索。针对材料中存在的多重量子态难以精准调控与探测的核心问题，团队开展了系统性的研究，形成一系列重要学术成果。
2021年，团队与中国科学技术大学合作，在CsV3Sb5中观测到三维电荷密度波与超导共存现象，并在超导磁通芯子内发现马约拉纳零能模的迹象。2023年，团队利用准粒子相干散射成像技术，在钛掺杂笼目超导体中获得电子向列相中电子结构的微观信息，观察到电-声子耦合导致的单向电子自能修正，并发现电子向列相与超导态之间存在竞争关系。2024年，团队测量了CsV3Sb5中动量分辨的超导能隙与电荷密度波能隙，揭示了两者在动量空间中明显的反相关竞争关系，为理解该体系中超导与密度波的竞争本质提供了重要的谱学证据。2025年，团队利用自旋极化扫描隧道显微技术，揭示了笼目磁体FeGe中的磁结构转变过程及电子关联作用对电荷密度波的重要性。2026年，团队以单原子杂质为局域“量子探针”，在Cr掺杂原子附近发现对称性完全破缺的近藤态，从对称性角度支持了环路电流序的存在；同时在V空位观测到与YSR态共存的鲁棒零能束缚态，为理解拓扑超导中缺陷诱导的奇异激发模式提供了新视角。
以上结果发表于《Nature Physics》、《Physical Review X》、《Nano Letters》、《Sci. China Phys. Mech. Astron.》等国际权威期刊，为拓扑量子态的构筑与识别，以及拓扑量子计算材料的探索提供了重要的实验线索。也为学校“双一流”学科建设开辟了新的研究方向。
平台建设：依托物科院创新高地，提升量子材料研究能级
单磊教授团队的研究工作深度依托安徽大学材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院这一“双一流”建设核心平台。物质科学与信息技术研究院秉持“人才特区、创新特区”的定位，重点聚焦材料科学、能源科学、环境科学、光电信息科学等领域，拥有“安徽省莱布尼兹材料科学国际联合研究中心”、“杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室”、“计算智能与信号处理教育部重点实验室”等高水平科研平台。
团队依托材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院极端条件实验中心，利用低温强磁场扫描隧道显微镜，通过谱学成像、自旋极化扫描隧道显微技术等先进实验手段，在极端条件下开展量子材料的高精度表征与调控研究，逐步建立起从材料生长、微观表征到理论计算的完整研究链条。由于科技前沿领域国际竞争的加剧和国外高端实验装备的技术封锁和禁运，团队在关键实验技术上进行攻关，成功将极低强磁场扫描隧道显微技术实现成果转化，为物质科学与信息技术研究院在量子材料方向的平台能力建设提供了有力支撑。目前，团队已经形成“基础研究—技术攻关—人才培养”一体化的协同创新模式，在实验手段、研究链条和人才培养之间建立起有效衔接。这一模式在产出高水平成果的同时，也促进了物质科学与信息技术研究院的开放共享，助力安徽大学在量子材料研究领域的研究平台能级提升。
人才培养：以高水平科研反哺育人，培育量子材料后备力量
团队依托材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院，将前沿成果转化为育人资源，构建了“导师引领—项目驱动—国际交流”的研究生培养模式。多名研究生在学期间参与国家自然科学基金、科技部重点研发等项目，并在量子材料研究中承担核心实验任务，在科研实践中锤炼了扎实的科研素养和创新能力，相关成果发表于《Nature Physics》、《Advance Materials》、《Nano Letters》等国际核心期刊。团队注重在真实科研场景中锻炼学生，从实验设计、数据采集到结果分析，研究生全程参与核心环节，助力研究生毕业后迅速适应省内高新技术企业及科研机构的研发工作，直接服务于安徽量子科技与新材料产业布局，形成了从基础研究到地方产业的人才输送链条。
合作交流：联合优势力量协同攻关，融入区域创新体系
团队与中国科学技术大学、中国科学院合肥物质科学研究院等高校和科研机构保持长期稳定合作，围绕笼目材料等新型量子材料与器件中的关键科学问题开展联合攻关。这一务实高效的合作模式，既有力推动了前沿科技突破，也为学校青年教师和研究生提供了高水平的学术交流与成长平台，充分体现了安徽大学融入区域科技创新体系的积极态度和责任担当。
从笼目超导体的电荷密度波研究，到电子向列相的微观探测，再到新型近藤态与马约拉纳零能模发现及关键实验技术成果转化，研究团队在学校“双一流”建设周期内走出了一条从基础前沿到平台建设、从学科积累到人才培育的扎实路径。这些成果不仅属于团队，更融入安徽大学“双一流”建设的整体进程。面向未来，团队将继续深耕量子材料前沿，为学校学科建设、平台能级提升和安徽量子科技产业发展持续贡献力量。
