2026年7月30日——美国国家科学基金会（NSF）已向加州大学圣迭戈分校研究人员授予一项为期六年、金额1800万美元的资助，用于设立一个专注于制造新型量子材料的材料研究科学与工程中心（MRSEC）。量子材料在低功耗计算、数据加密、安全通信、医疗诊断、传感器、隐身材料和高性能电子器件等广泛的国家优先领域展现出应用前景。

美国国家科学基金会材料研究科学与工程中心为规模宏大、复杂艰巨的材料研究活动提供所需资源和跨学科环境，对获得资助的院校具有变革性意义。这些中心由NSF数学与物理科学局支持，持续产出创新成果，为未来技术奠定科学基础，从而增强美国经济、巩固国家安全并提升生活质量。

在加州大学圣迭戈分校，该MRSEC是雅各布斯工程学院与物理科学学院的一项联合计划。这项新资助将物理学家、化学家、材料科学家和工程师汇聚一堂，共同开展量子材料研究。量子材料是一类其性质源于原子、分子及更大尺度结构之间量子力学相互作用的材料。

加州大学圣迭戈分校校长Pradeep K. Khosla表示：“这项MRSEC资助有力地证明了加州大学圣迭戈分校处于美国材料科学与工程研究的最前沿。这正是定义我们身份的果敢跨学科协作——将物理学家、化学家、材料科学家和工程师汇聚在一起，应对我们这个时代最重要的科学挑战。国家科学基金会的这项投资将加速量子材料领域的发现，这些发现将塑造未来的器件和技术，同时将培养引领这一进程的新一代科学家和工程师。”

加州大学圣迭戈分校MRSEC的量子材料研究主题源于该校两大传统优势领域：超材料和二维超晶格，下文将分别介绍。

加州大学圣迭戈分校MRSEC团队由来自工程和物理科学领域的17位加州大学圣迭戈分校教师组成，此外还包括来自加州大学欧文分校、加州大学洛杉矶分校和加州大学圣塔芭芭拉分校的各一位教师。该中心由加州大学圣迭戈分校物理科学学院化学系教授Michael Sailor领导，并由加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院Aiiso Yufeng Li Family化学与纳米工程系教授Andrea Tao共同领导。

Sailor表示：“我们的MRSEC充分利用了加州大学圣迭戈分校的诸多优势——我们在超材料和量子科学领域的领先地位、作为国家高性能计算资源的地位、我们的协作文化，以及我们对培养未来创新人才的专注。”

2020年，加州大学圣迭戈分校获得了首个MRSEC资助，同样由Sailor领导，获得NSF为期六年、1800万美元的资助，旨在跨越学科界限，创造新型纳米材料和聚合物。

量子超材料

加州大学圣迭戈分校MRSEC的两大研究主题之一聚焦于量子超材料的开发。这类材料在纳米尺度上进行工程化设计，以展现自然界中不存在的独特光学性质。要制造这些材料，研究人员必须超越经典设计规则，转而利用量子力学效应。通过这种方式，团队旨在创造新一代材料，为未来的人工智能基础设施和光学计算提供支撑。

量子超材料研究组的加州大学圣迭戈分校MRSEC研究人员将采用自下而上的自组装方法，以克服传统制造工艺的局限——目前传统工艺无法达到制造这些结构所需的精度。

量子超材料研究团队由电子与计算机工程教授Zhaowei Liu和物理学教授Richard Averitt共同领导。

Liu的研究方向为纳米光子学、等离激元光子学和超材料。他的研究聚焦于在纳米尺度上调控光的物理特性，以开发新型光学材料及相关技术，如超分辨显微镜、非线性光学器件和超快光学光源。

Averitt利用跨越太赫兹到可见光频段的超快时间分辨光谱技术，探测并主动调控量子材料的基本性质，目标是理解和操控新奇物态。Liu和Averitt必须借助多样化的专业知识来组建团队：涵盖纳米材料、凝聚态物理、光学工程和量子理论。