研究团队

团队简介王策课题组长期从事流式细胞分析/分选、流式成像、流式光谱分析、流式微流控、智能算法等技术研究，并开展相关医疗与科研装备的研制。早期研究成果单激光四色流式细胞仪通过医疗器械电磁兼容、电气安全、运输试验等项目的检测，满足仪器行业标准性能要求。已由依托企业取得医疗器械产品注册证1项，成果转化1500万元。三激光十色流式细胞仪已完成原理样机研制，技术参数与目前医院保有量最大的流式细胞仪性能相当。研发完成的痕量细胞流式微流控分选仪，可开展百万分之一的目标细胞的高通量分选，俘获率大于80%。已发表学术论文30余篇，授权国家发明专利20余项，软件著作权5项。先后主持国家重点研发计划重大科学仪器专项、国家重点研发计划生殖专项课题、中国科学院重大科研装备研制、中国科学院A类先导子课题、国家自然科学基金等项目十余项。团队负责人王策，研究员，中科院青年创新促进会会员，中科院生物医学检验技术重点实验室副主任。主要从事基于光电子学与激光技术在生物医学工程领域开展单细胞及其组群的物理、生化性质测试分析方法研究工作。当前研究重点为流式细胞仪、流式微流控、流式光谱与流式成像等工作。详情见所网站链接: http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/yjy/201403/t20140311_4049142.html团队其他成员马玉婷，博士，研究员，中科院青年创新促进会会员，主要从事压电驱动器、换能器及生物颗粒操控的研究。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/yjy/201403/t20140311_4049144.html 裴智果，副研究员，主要从事流式细胞仪的控制系统嵌入式软件开发、信号采集硬件电路开发。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/fyjy00/201805/t20180509_5008943.html陈忠祥，副研究员，主要从事体外诊断仪器开发，负责光电检测，光学系统设计等相关工作。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/fyjy00/201804/t20180420_4999684.html严心涛，副研究员，主要从事流式细胞术、生物医学测量方法及组织或类器官三维重建关键核心部件开发等工作。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/fyjy00/202203/t20220314_6390102.html钟金凤，副研究员，主要从事流式细胞术相关仪器的软件开发与应用、基于人工智能的流式数据处理等研究工作。宋飞飞，硕士，助理研究员，主要从事微流控流体系统搭建，液路仿真等工作。王耀，硕士，研究实习员，主要从事医疗仪器开发及机械设计研发工作。何帅，硕士，工程师，主要从事流式系统嵌入式软硬件相关设计工作。陈梦丽，硕士，工程师。主要从事流式细胞实验方法开发和实验方案优化工作。团队合影主要研究方向及代表性成果介绍代表性成果一：单激光四色流式细胞仪依托国家863计划项目“医用新型流式细胞仪研制”，研究成果单激光四色流式细胞仪通过医疗器械电磁兼容、电气安全、运输试验等项目的检测，满足仪器行业标准《YY/T 0588 流式细胞仪》性能要求。已由依托企业取得医疗器械产品注册证1项（苏械20182400723），申请专利20多项，授权发明专利10多项，成果转化1500万元。代表性成果二：三激光十色流式细胞仪中端分析型产品，性能指标与目前医院保有量最大的国外商业流式细胞仪性能相当。12参数，荧光灵敏度FICT≤80 MESF，PE≤50 MESF；荧光线性度≥0.99；前侧向散射分辨率0.5 µm，分析速度30000细胞/秒。代表性成果三：流式微流控分选仪依托国家重点研发计划生殖专项“常见单基因病及基因组病无创产前筛查及诊断技术平台研发及规范化应用体系建立”资助进行孕妇外周血中的痕量胎儿细胞分选。已研发完成痕量细胞流式微流控分选仪样机，可开展百万分之一的目标细胞的高通量分选，俘获率大于80%，细胞活性高于98.7%。该技术在国内外处于领先地位，为突破现有基于NGS的无创产前诊断的局限提供了新途径。团队所获奖励[1] 2019年，中国科学院青年创新促进会会员[2] 2017年，中国科学院青年创新促进会会员[3] 2017年，苏州市“青年创新工作室”

自1986年Bednortz和Müller发现铜氧化物高温超导以来，三十五年已经过去了，但作为凝聚态物理学最重要科学难题之一的高温超导机理至今仍然没有得到解决，甚至在最基本的科学问题，如配对对称性上也尚未达成共识。针对配对对称性这一核心科学问题，清华物理系张定副教授、薛其坤教授带领的研究团队与国内外同事合作，通过制备具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结，发现铜氧化物中s-波配对占主导地位。这个结果颠覆了铜基高温超导是d-波配对的主流认识。该工作不但是铜氧化物高温超导研究的一个重大进展，同时也为破解高温超导机理这一科学难题指明了正确方向。该研究成果以“转角超薄铋锶钙铜氧约瑟夫森结中的s波配对”(Presence of s-wave pairing in Josephson junctions made of twisted ultrathin Bi2Sr2CaCu2O8+x flakes)为题在线发表在7月15日的《物理评论X》（Physical Review X）上。超导作为一种宏观量子现象，其量子态的波函数在理论上可以分为s波、p波和d波等。与氢原子波函数的空间分布相似，s波超导各向同性，角动量量子数为0，而p波和d波的超导波函数具有空间各向异性。其中，d波的角动量量子数为2，其振幅的空间分布像四朵花瓣一样（以dx2-y2波为例），而且从一个花瓣转向近邻花瓣时会发生由相位引起的变号。相比于常规超导体的s波配对，多数人认为铜氧化物超导具有d波配对对称性。然而，这一观点也受到了一系列新的挑战。比如，薛其坤教授团队利用扫描隧道镜直接测量铜氧化物的超导层时发现其超导能隙符合s波超导的U型，而非d波的V型。不过，区分s波与d波的最关键信息来自于超导波函数的相位，即前述的变号行为。此前人们通过两个或三个超导体组成花瓣平面内的约瑟夫森耦合开展了相位测量。但是，将多个晶体进行横向的拼接，往往存在拼接处—晶界—的晶格畸变、多晶面交替出现、化学配比剧烈变化等问题，这都使得实验结果存在着不确定性。图1 高温超导转角约瑟夫森结原子结构示意图。图中蓝、绿、红、黄、黑色小球分别代表铋、锶、钙、铜、氧原子。上半部分半个原胞相对下半部分旋转45度。右侧插图表示s波配对中相位在空间中保持相同符号。相比于此，由于铜氧化物超导具有二维层状结构，将其沿纵向拼接而成的约瑟夫森结就有望形成原子级平整的界面。以最典型的铋锶钙铜氧高温超导体为例（图1），该铜氧化物具有层状结构，纵向由超导的铜氧层与不超导的铋氧/锶氧层交替堆叠而成。纵向拼接而成的约瑟夫森结是判定配对对称性中相位的一种理想结构。其原理是，如果将两个d波超导体沿垂直于其d波花瓣平面的方向即纵向进行约瑟夫森耦合时，其耦合强度将在两个超导体相对旋转45度时下降到零，而两个s波超导体在此情况下仍然存在约瑟夫森耦合。过去，人们曾构筑过这样的纵向约瑟夫森结对铜基高温超导的相位问题开展过研究，但没有得到一致的结果：有的实验支持s波，有的支持d波。造成这个结果的主要原因是两个超导体构成的约瑟夫森结的界面质量不够高，而且实验结果中混入了其它约瑟夫森耦合的信号—单边的超导体中也存在本征的纵向约瑟夫森耦合。因此，制备原子级平整、宏观均匀的单一约瑟夫森结是关键。张定副教授、薛其坤教授带领研究团队成功制备出了超薄的具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结，并且能将两边超导层的相对转角进行精确地控制。在这些高质量样品中，他们观察到参与隧穿过程的只有相对发生旋转的两个超导层，避免了本征约瑟夫森结造成的复杂性。通过这种高度精确人为可控的相位敏感测量，他们发现在相对角度旋转到45度时，两片铋锶钙铜氧超导在纵向仍然存在约瑟夫森耦合，而且耦合强度与转角为0度时可比拟，这说明配对对称性是s波。这个结果清楚表明，目前主流的d波配对理论并不适用铋锶钙铜氧高温超导体系。如果这一实验得到进一步验证，并且推广到其它铜氧化物高温超导体系，那么这将是三十多年高温超导机理研究的一个转折点，为最终解决高温超导机理走出了最关键的一步。为了最终确认s波配对对称性，研究团队目前正在瞄准原子极限下两个单层铜氧化物超导间的约瑟夫森耦合——进行强力攻关。这一突破的取得是团队成员潜心攻关和精诚合作的结果。北京量子信息科学研究院（量子院）助理研究员朱玉莹（清华大学物理系原博士后）作为文章的共同第一作者，在加入团队后的四年中未发表一篇作为主要作者的文章，心无旁骛、刻苦攻关。她与清华大学物理系博士生廖孟涵（共同第一作者），在开展该研究的五年内，利用美国布鲁克海文国家实验室Genda Gu教授研究组提供的最优质量的晶体，共尝试了近800多个薄膜样品，制备和测试了300多个具有不同转角的约瑟夫森结。为了验证人工约瑟夫森结的质量，需要获得原子结构的信息，这得到了中科院物理所谷林研究组的全力支持。物理所张庆华副研究员（共同第一作者）对数十个约瑟夫森结样品开展了精细的结构表征，证明了其具有宏观大范围原子级平整的晶界。参与该研究的合作者还包括清华物理系博士生刘耀伍与柏中华、季帅华教授、姜开利教授、马旭村教授，量子院解宏毅副研究员，物理所孟繁琦博士生，美国布鲁克海文国家实验室Ruidan Zhong和John Schneeloch等。该工作得到了国家科技部、自然科学基金委员会、清华大学低维量子物理国家重点实验室、北京未来芯片技术高精尖创新中心等的经费支持。论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.031011

&ldquo 拿奖既是荣誉，也是负担。拿了奖很不好意思，那么多人做了贡献，我只是替大家拿奖杯&rdquo ，73岁的中国科学院院士赵忠贤说着，看了看围坐在身边的同伴。 　　以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中科大&rdquo )研究团队，因在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面有突出贡献，10日在北京获得2013年度国家自然科学一等奖。在此之前，该奖已连续空缺3年。 　　通过国家科学技术奖励工作办公室了解到，超导是21世纪能源领域战略性的技术储备之一。物理所和中科大研究团队经过长期积累与合作，首次突破麦克米兰极限温度(40K)，确定铁基超导体为新一类高温超导体，为促进凝聚态物理学科发展和超导应用的实现做出了先驱性和开创性的贡献。 　　然而在受访时提起学科贡献，研究团队便有挥之不去的遗憾。他们说，日本化学家细野秀雄在2008年2月报道临界温度26K的LaFeAsO1-xFx超导体，从时间节点来看确实比中国先行一步。 　　&ldquo 当时我们也在进行制备工作，由于种种限制，没能冲上去&rdquo ，贡献代表之一、常年从事相关工作的超导国家重点实验室SC10研究组组长陈根富懊恼地说，他曾在2007年尝试制备高品质的超导单晶样品。 　　赵忠贤亦透露，团队早于1994年就开始着手研究类似于铁基超导体的结构，但因未能大胆尝试铁金属而错失良机。&ldquo 所以当日本学者有所发现时，我们不会再丢失机会，就毫不犹豫地继续做&rdquo ，他说。 　　受此精神鼓舞，同时基于20多年的积累，中国铁基超导研究成果逐渐形成&ldquo 井喷&rdquo ，其中包括此次得奖的中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组&mdash &mdash 他们同时独立观测到43K和41K的超导转变温度，证明铁基超导体是高温超导体。国际刊物《Science》(科学)撰文称&ldquo 在凝聚态物理领域，中国已成为一个强国&rdquo 。 　　&ldquo 现在但凡有关铁基超导体的国际会议必有我们团队的人参与，我们每隔几天就会有崭新的成果呈现给学术界&rdquo ，赵忠贤自豪地说，他们也与美国普林斯顿大学等国外机构开展合作。 　　此外，铜氧化物高温超导体本已应用于科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学及航空航天等领域，但它们是陶瓷性材料，复杂的制作工艺使其大规模应用受到限制。赵忠贤表示，在工业上更易于制造的铁基超导体势必在上述领域发挥功效，比如改善通话质量、制造计算机芯片、改进磁悬浮列车等。 　　值得一提的是，物理所早在1989年就曾以&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 获得国家自然科学一等奖，赵忠贤也是其中一员。回忆往昔，他感慨因该学科一度遇到瓶颈，致使一批优秀人才无奈离开，&ldquo 真想让每一位曾从事超导研究的贡献者都得到一枚勋章&rdquo 。 　　&ldquo 如今超导研究重掀热潮，又有一批优秀的年轻人加入科研队伍&rdquo ，赵忠贤寄语他们能扎扎实实做好本职工作，&ldquo 安得下心、沉得住气、耐得住寂寞&rdquo ，让超导研究牢牢扎根中国。 　　追溯超导研究历史，已有10人获得了5次诺贝尔奖，中新社记者顺势将&ldquo 诺贝尔奖情结&rdquo 的话题抛给研究团队。 　　&ldquo 我不愿谈这件事&rdquo ，赵忠贤低声说，他不想基于诺贝尔奖评判工作，&ldquo 能否拿诺贝尔奖，应该是水到渠成、水涨船高&rdquo ，更重要的是不断拿出原创高质量工作，不再出现遗憾。 　　坐在他旁边的获奖者代表之一、物理所研究员方忠也补充道，&ldquo 科学研究有时跳跃，有时曲折，很难想象一步到位&rdquo 。他说，团队基于兴趣，为科学发展和社会进步而埋头科研，&ldquo 拿奖是后期的认可，有了积累自然会得到国际认可&rdquo 。