新型量子物态平台以北京航空航天大学物理学院优秀教师派驻为基础，引进海内外杰出人才和具有学术潜力的青年人才，建设了高水平科研团队。团队现有北航派驻教师3人、专任教师与科研人员5人、研究生20余人。

平台聚焦国际物理学前沿，围绕国家战略需求，主要面向新型量子物态、极端条件物理、材料表/界面性质等研究方向，深入研究新型量子物态及材料体系的物理与技术，发展多尺度理论与计算方法，总体目标是在物理规范、新奇物态、调控方法、探测手段等方面取得重要创新，为制备新型量子材料、研制新型量子器件提供理论和基础支撑，旨在通过“新材料体系”的创制解决我国在信息、能源、环境、制造等领域对核心材料和关键技术的重大需求，催生变革性的新产业和新领域。主要研究内容包括：

（1）材料物理的多尺度理论计算：利用多尺度理论计算方法研究凝聚态物质和材料的物理化学性质，特别是新型量子材料、功能材料/核材料表界面的结构与性能关系，主要研究方法包含紧束缚近似、第一性原理、分子动力学、蒙特卡洛、有限元/相场、连续模型、机器学习与人工智能等。

半导体衬底表面生长多轨道三角晶格实现量子自旋霍尔效应

具有畴壁的有限LC链的场强分布，实现马约拉纳分裂

（2）新型量子材料的原子制造及表界面研究：围绕新型量子材料的表界面生长控制及结构与性能调控等关键问题，重点研究材料的生长行为，表界面对称性、缺陷及异质界面对性质影响的微观机制与作用原理，发展新技术、新理论和新方法，在原子尺度上揭示材料的表界面结构与性能关系，实现理性设计与制备。

低维功能材料的设计与调控

表面在位生长量子材料及其应用

凝聚态物理的多尺度理论计算研究基于研究院高性能计算中心，该中心已建设包括 CPU 计算资源、GPU 计算资源、并行文件系统、服务器间高速互联网络在内的高性能计算解决方案。集群拥有4台管理节点、2个元数据存储节点、10个对象数据存储节点io节点、72台intel8358 CPU计算节点、2台A100 GPU计算节点、3台V100 GPU计算节点、3台T4 GPU计算节点、25台AMD CPU计算节点、5976个CPU计算核心，全系统内存容量26.23TB，存储总容量达到2.89PB，整体计算能力理论峰值每秒1169万亿次浮点运算。

与硬件对应的操作系统、集群管理软件和相关的数据库都已完成调试并正常运行。计算相关的商业软件包（如VASP、PWmat等）、开源软件（SIESTA、ABINIT、Quantum ESPRESSO等）也都已经成功安装调试。拥有分子动力学模拟软件 LAMMPS，自主开发了紧束缚近似、k.p微扰方法、动力学蒙特卡洛程序，发展了结合密度泛函理论和非平衡态格林函数的电学输运计算程序，可对材料和器件进行长时间、跨尺度的大规模计算模拟，解释实验结果并指导未来实验。

高性能计算中心实拍

新型量子材料的原子制造及表界面科学研究基于量子物态实验室，主要基于自下而上的生长方法，结合液相、化学/物理气相沉积在材料合成中多变量调控生长的特点，利用超高真空分子束外延的原子级精度可控优势，实现低维量子材料的高品质原子制造和物性调控，系统探究原子在表界面上的吸附、扩散和生长反应过程，理清表界面多层次结构与材料生长的构效关系，实现原子尺度生长机理与结构性质表征，发展具有微纳阵列结构的自上而下控制自下而上的构筑策略。旨在通过“新材料体系”的创制解决目前信息、能源、环境、制造等领域对核心材料和关键技术的重大需求。实验室已建设的设备包括超高真空低温扫描隧道显微系统、分子束外延生长系统、PVD/CVD、Raman光谱、Q-plus AFM、X-射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、二维材料转移平台、电化学工作站、高温材料处理、化学气相沉积、气相色谱质谱分析仪等材料生长及表征设备。

实验室目前发展的量子材料的原子制造方法采用“自下而上”的变革性技术路线，在原子水平的高效制造工艺，是精细制造技术发展的必然趋势。我们将通过对单个原子的精准操控，制备新型原子材料，构筑新器件，为解决“未来制造”提供一条从基础研究出发的新路线。

实验室实拍

团队核心成员：

周苗，教授，国家级青年人才，长期从事凝聚态物理、材料表/界面的多尺度理论计算研究。主持国家重点研发计划、国防科工委挑战计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金重点项目等10余项，以一作或通讯作者发表PNAS、PRL、AM等100余篇。担任科技部、教育部、国家自然科学基金、地区基金、大型创新企业基金的评委。培养优秀硕博士、本科生30余人，其中多人获得国家奖学金、“挑战杯”全国一等奖等荣誉和奖项。

牛天超，研究员，长期从事基于扫描隧道显微镜的低维材料生长、分子自组装、表面模型催化体系的研究，主持、参与完成了国家自然科学基金、江苏省面上等项目。以第一/通讯作者发表包括JACS、ACS Nano、Nano Today、AM等30余篇。

王艳成，博士，特聘研究员，主要从事强关联量子多体系统中新奇量子相与量子相变的理论与数值研究。主持、参与完成多项国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目。目前，在Nat. Commun.、PRL、PRB、PRE、Scipost Phys.、NPJ Quant. Mater. 等期刊发表SCI学术论文20余篇。担任PRL、PRB、CPL、CPB等期刊审稿人。

团队成员：

华陈强，博士后，从事凝聚态物理中的第一性原理计算，主要包括：衬底支撑的拓扑材料、自旋轨道耦合效应、铁性材料等，目前已累计发表SCI论文18篇，其中以一作（共同一作）在Nature、Phys. Rev. B、Adv. Sci.、Chem. Mater.、J. Phys. Chem. Lett.等知名期刊发表论文10篇。

武媚媚，博士后，新型拓扑量子材料的理解计算与调控，研发具有实际应用价值的量子材料与器件，解释实验结果并指导实验。目前已累计发表SCI论文7篇，其中以一作在Solid State Commun.、Superlattices and Microstruct.、 Phys. Lett. A国际期刊发表论文3篇。

智国翔，博士后，从事计算凝聚态物理方面的研究，主要使用第一性原理方法对体系拓扑性质、界面性质及磁性等进行研究，并开发相关计算软件及算法。目前已累计发表科研论文22篇，其中以第一作者或共同一作在Computer Physics Communications、Physical Review Research等国际期刊发表论文4篇。