2025年3月1日下午,受江苏师范大学物理与电子工程学院邀请,中国科学技术大学孙方稳教授来我院学术交流,首先在闫长春主任的陪同下,张乐副院长的带领下,孙教授参观了江苏省先进激光材料与器件重点实验室,张乐副院长详细介绍了物电学院的研究特色和研究方向,并在物电学院428会议室作了题为“微纳量子传感”的学术报告,报告会由闫长春教授主持,物理与电子工程学院老师参加了报告会。
会议开始,闫长春教授介绍了孙方稳教授的研究方向和取得的研究成果。孙方稳是中国科学技术大学物理学院教授,国家杰出青年科学基金获得者,中国光学学会光学教育专委会副主任委员。一直从事量子光学和量子信息理论和实验的研究。在Nature子刊,Sci. Adv., Phys. Rev. Lett.等刊物上以主要作者发表文章100余篇。主持科技部、国家自然基金委、中科院等多项基金项目。
接下来,孙教授介绍了纳米尺度的光与物质相互作用在纳米光子学和纳米电子学研究中受到广泛关注,强调了高精度探测对于保障这两个学科发展的重要性,这在微观尺度科学研究领域具有重要意义。尽管高精度探测研究意义重大,但由于微纳尺度下物质特性的复杂性和测量过程中的干扰因素,微纳尺度下的高精度探测在实验和理论研究中都面临着挑战。现有的探测方法主要集中在传统光学和电学手段。孙教授指出,金刚石中的氮空位(NV)色心作为非侵入性多功能探针参与了微纳尺度下电磁场的高精度检测,并提出了一种超低泵浦功率的电荷态耗尽成像方法,该方法能够实现对纳米光电器件电磁场矢量的超衍射极限分辨力测量,为深入探索微纳尺度下的电磁场特性提供了新的视角。通过一系列实验,成功在10^(-6)波长尺度下观察到微波场局域的新现象,首次为纳米光电器件电磁场的微观特性提供了直观的实验证据。孙教授强调了金刚石NV色心在微纳尺度探测中的独特优势,基于NV色心的量子关联特性和高分辨力测量之间的协同作用被认为是实现高精度探测的关键驱动因素。这种机制的理解促进了基于量子传感的高精度探测技术的发展,此外,将该技术应用于自由空间射频信号传感和无线电定位,结果实现了传感灵敏度4个量级的提升以及达到波长10^(-4)的测距空间精度,验证了其有效性和可靠性。不仅如此,孙教授团队还成功实现了基于相变薄膜材料类脑神经元芯片的量子成像和功能检测,为类脑芯片研究提供了新的检测思路。报告结束后,孙教授与现场听众进行了热烈的互动交流,解答了大家关于微纳量子传感技术原理、实验细节和应用前景等方面的疑问。此次报告加深了师生们对微纳量子传感研究的理解,为青年学子提供了宝贵的学术交流和思想碰撞的机会。