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探究稀土的光与磁

探究稀土的光与磁 2011： 在一个暖暖的冬日午后，我们如约走进了北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室。刚落座，实验室主任严纯华教授就略带抱歉地说，“不好意思，我们这里条件目前比较简陋。不过马上就要搬家了。”可是在朴素的环境里取得一项项令人瞩目的成果更是让人心生敬佩。 该实验室建立了多组分的串级萃取分离理论，解决了长期以来我国重稀土分离技术的难题，并成功地将研究成果广泛应用于国内产业，促进我国成长为国际稀土分离领域的技术领先者和最大的生产者和应用者；他们还基于相对论密度泛函理论，发展了一种高精度的算法和相关的软件包BDF(BeijingDensityFunction)，为含稀土和其他重元素分子提供了当今世界上最精确的相对论密度泛函计算方法。等等。 能在如此成果显著的实验室里“探班”，我们觉得自己真的很幸运。虽然学校已经放假了，虽然已是周末，可当我们在弥漫着一丝化学味道的实验楼里穿行时，却发现这里一点都不显冷清，实验室工作人员忙碌的身影随处可见。那一台台长方体或圆柱体的仪器在我们眼里都极其陌生，可这些对他们来说，却是熟悉得不能再熟悉。 走进实验室，我们看到了多种多样、形状各异、闪烁着不同颜色指示灯的大型仪器，用于多晶和单晶结构测量的多台X光衍射仪、用于制备高性能发光器件的真空薄膜制备系统、用于测量材料表面结构和组成的隧道扫描探测系统、用于测量分子结构和键合能力的多台红外光谱系统、用于多种材料制备的真空溅射和等离子体溅射系统、用于不同体系制备的高温、真空合成系统，以及用于测量光学性质的多套光谱系统等。据陪同参观的研究人员介绍，实验室在结构、光学和磁学测量方面具有良好的表征条件。 其中一套有三米多长的仪器引起了我们的注意，工作人员告诉我们这个是荧光光谱仪。据介绍，稀土材料有一个很重要的特性就是可以发出荧光。荧光光谱仪就是将光打到稀土材料的样品上，检测该样品发出的可见光的波长和强度。 不同波长的光表现为不同的颜色，如红光、绿光等，不同颜色的光可用在标记上来区分物体。稀土发光材料在生物医学研究中也很重要，将表面处理后的稀土发光材料注射到生物体内，可以通过稀土材料发出的光来看到我们所需了解的生物体的结构和组成信息。 稀土材料除了有发光的特性外，另外一个很重要的特性就是它具有较强的磁性，这里自然有着一些用来检测稀土材料磁性的仪器了。在1楼的实验室里，我们看到了一组名为磁测量系统的仪器，这一组仪器由并排放置的三个半米左右高的四方体仪器构成。 这三个仪器高低不同，中间的那台仪器最高，它前面放置有一个2级的台阶，这样排在一起很像体育比赛里的冠亚季军领奖台，按工作人员的介绍，这组仪器利用超导产生的磁场对稀土材料进行磁性测量。 它可以测量2—300K各种磁性材料的表征，同时还可以控制样品的温度，测量不同温度不同磁场下的样品的磁性质。该仪器测量的精确程度非常高，可以观察极其微弱的磁信号。 据介绍，稀土材料的磁性应用非常广泛和重要，比如现在用在各种机器上的永磁材料都是由稀土材料制成的。该实验室侧重于对稀土材料的基础研究，希望能发现一些应用前景好的磁性材料。 实验室备忘录 稀土材料化学及应用国家重点实验室是在原北京大学稀土化学研究中心和化学系无机化学教研室稀土发光材料组的基础上建立的。实验室在1989年3月经过国家论证，1991年经国家计委批准，在1993年向国内外开放，并于1995年通过国家验收。实验室在无机化学和物理化学学科的稀土配位化学、分离化学、分子光谱、生物无机化学、固体化学以及量子化学和化学键理论等领域有着较好的学术积累和研究特色。(end)

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