上海技物所局域态操控的红外探测机理项目获2014年度国家自然科学奖二等奖

　　1月9日，2014年国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行，国家主席习近平、国务院总理李克强等领导同志出席大会并为获奖代表颁奖。大会宣布了国家科技进步奖等5个科技类最高荣誉的奖项归属。其中，上海技物所局域态操控的红外探测机理项目获2014年度国家自然科学奖二等奖。

　　由上海技物所陆卫研究员、陈效双研究员、李志锋研究员、王少伟研究员、沈学础研究员等合作完成的局域态操控的红外探测机理项目，属于信息科学领域的红外物理与技术学科。该项研究与国际同行同步进入红外物理与技术学科发展新起点：红外探测重要信息载体（电子和光子）的能态从传统的扩展特征向局域特征发展。其中，激发态的局域化和电子的量子散射定量化规律的实验观测和操控研究尤为困难。本项目通过实验方法突破发现了电子激发态局域化特性及其局域态的量子散射作用新机理，发展了可大幅提升光子局域操控效率的组合芯片新方法，相关综述文章被选为红外领域代表性论文。 

　　项目首次实验发现了在室温环境下在单个AlGaAs 量子台阶势垒上依然存在空间局域态密度分裂的激发态，确立了基于局域态的红外探测理论中激发态应采用准局域态模型，修正了长期应用的连续态模型；进一步发现这类局域特性激发态中电子被量子势操控的幅度可比国际已有报道结果大3 倍以上；这类局域的电子态与形成空间局域的光子态，通过近场光电耦合诱导正入射模式下量子阱结构的红外光电响应，澄清了国际上关于量子跃迁禁戒定则表观破缺近10年的争议。该局域态作为四类准束缚结构中的一类被Handbook of AdvancedElectronic and Photonic Materials and Devices 工具书中综述文章大段引用；系统性结果形成的综述论文入选美国SPIE Milestone Series 丛书，成为二十世纪全球红外领域的104 篇论文之一。 

　　项目发现了操控电子和光子局域态的量子限制势误差函数演变规律及其操控新方法。基于量子限制势操控规律，实现了对红外辐射探测波段的连续调谐作用，并将国际上实现的4 波段红外探测单片集成发展到了8 波段，研究工作所给出的量子势表达式被多次拷贝性引用；首次提出和实现了光子微腔组合芯片构筑方法对光子局域特性的三维操控，解决了长期存在的集成分光器光谱串音问题。美国研究组引用为“一种基于滤光片的能够拥有高分辨率并允许在单片上集成的光谱测量方法"。