第十七期李政道讲座第四讲于2024年7月2日下午1:30在中国科学院大学雁栖湖校区教一楼101教室如期举行。

同学们积极参与讲座

        本次讲座由清华大学崔伟教授主持，宁波东方理工大学讲座教授、物理学院院长魏苏淮教授和中国科学院院士、高能物理研究所研究员曹臻院士分别受邀主讲。

        魏苏淮教授首先以《非平衡半导体物理研究与展望》为题开讲。他分享了自己通过CUSPEA项目赴美求学的经历，并介绍了半导体在光电器件和清洁能源利用等领域的广泛应用。随着对半导体材料研究的深入，新应用场景对半导体的功能和性能提出了新的要求和挑战，因此新型半导体材料的研究对于现代技术发展具有重要意义。

崔伟教授（右）为魏苏淮教授（左）授牌

        在讲座中，魏教授解释了导体、半导体和绝缘体的区别，材料导电性的决定因素。传统能带理论将材料按禁带宽度划分为导体、半导体和绝缘体，但新的研究表明，导电性与载流子浓度相关联，而非直接与能隙大小相关。掺杂能够引入的载流子浓度极限取决于能带边位置，这一新的概念改变了人们对导体、半导体、绝缘体的认识，推动了宽禁带半导体和透明半导体的发展。

        魏教授还介绍了利用密度泛函理论从第一性原理预测材料特性的研究进展，如其团队发展的全电子FLAPW计算方法，并着重讨论了非平衡条件下（外场作用）半导体稳态性质以及缺陷和载流子行为的研究。通过具体实例，魏教授展示了非平衡态第一性原理材料计算的方法和思路，并讨论了半导体能源和光电材料设计所面临的挑战。

在世界屋脊上捕捉宇宙信使

        接下来，曹臻院士以《在世界屋脊上等候宇宙信使》为题，讲述了LHAASO（大气中微子和伽马射线望远镜）的设计和建设过程。他从宇宙线发现的历史和研究背景讲起，提到1912年奥地利物理学家Victor Franz Hess乘坐气球升空至5350米，首次发现了宇宙线。尽管我们知道宇宙线存在已有100多年，但其起源仍是未解之谜。为什么这些粒子具有如此高的能量，它们是如何被加速的？对宇宙线的研究是对宇宙最深层奥秘的探索。

崔伟教授（左）为曹臻院士（右）授牌

        曹院士生动地向大家讲述了LHAASO观测到最亮伽马暴的故事，介绍了LHAASO发现巨型超高能伽马射线泡以及认证第一个超级宇宙线加速源的研究过程。LHAASO取得了一系列国际领先的研究成果和技术创新，开启了天文学的新窗口。曹院士还详细介绍了中国宇宙线研究的历程和LHAASO的建设历程，强调LHAASO的建设和成果是中国四代科学家接续奋斗的结果，得益于老一辈科学家“头顶青天、脚踏云海、胸怀祖国、放眼世界”的科学精神和家国情怀。最后，曹院士展望了宇宙线探测的未来，如高能水下中微子望远镜HUNT等。

        此次讲座为同学们打开了一扇通往知识殿堂的大门，是一次难得的思想启迪和心灵洗礼，将成为他们在未来的学术道路上不断前进的动力和源泉。