關于發(fā)布面向未來技術的表界面科學基礎重大研究計劃2024年度項目指南的通告

國科金發(fā)計〔2024〕163號

 

國家自然科學基金委員會現(xiàn)發(fā)布面向未來技術的表界面科學基礎重大研究計劃2024年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

 

國家自然科學基金委員會

2024年7月30日

 

面向未來技術的表界面科學基礎重大研究計劃2024年度項目指南

　　表界面科學跨越物質、能源和信息等眾多基礎學科，是催化、超導和芯片等國家重大戰(zhàn)略需求的共性科學基礎。本重大研究計劃針對表界面相關的共性核心科學問題，開展表界面結構、電子態(tài)和物性的精密探測、精確計算和精準調控等研究，發(fā)展研究表界面的新方法、新工具和新理論，為若干未來關鍵技術的突破夯實科學基礎，為我國新質生產力的發(fā)展做出貢獻。

一、科學目標

本重大研究計劃立足于若干未來技術中涉及到的共性表界面科學問題，聚焦于固體功能體系的表界面構筑、探測與模擬，實現(xiàn)表界面結構與功能的精準調控，助力能源催化、界面超導和芯片器件等重大領域的發(fā)展，提升我國在關鍵技術領域的原始創(chuàng)新能力。

二、核心科學問題

本重大研究計劃圍繞功能體系中的表界面態(tài)這一核心科學問題，集中開展以下三方面研究：

（一）表界面態(tài)的探測與表征。

發(fā)展表界面精準表征新方法，建立微弱信號增強新原理，解決表界面態(tài)探測難題，實現(xiàn)固體表界面態(tài)的精密檢測。

（二）表界面態(tài)的理論與計算。

探究表界面不同物相間的相互作用，在微觀層次闡明表界面耦合機制，在時間、空間和能量等多維度對表界面態(tài)進行理論描述與計算模擬。

（三）表界面態(tài)的設計與調控。

揭示表界面結構可控構筑的基本原理，在原子水平精準構筑表界面結構，實現(xiàn)表界面態(tài)與表界面物性的定量描述和精確調控。

三、2024年度資助研究方向

（一）培育項目。

圍繞能源催化、界面超導和芯片器件等重大領域中與表界面相關的上述共性科學問題，對于探索性強、選題新穎、前期研究基礎較好的申請項目，將以培育項目的方式予以資助，優(yōu)先支持以下研究方向：

1. 表界面精密探測新技術。

針對掩埋于固體深處的界面難以探測這一難題，發(fā)展界面探測的新原理和新技術，實現(xiàn)固體界面的直接表征。針對表界面探測信號微弱且難以與體相探測信號區(qū)分的難題，開發(fā)微弱信號的抽取和放大方法，實現(xiàn)表界面的精密探測。

2. 表界面精確計算新理論。

發(fā)展用于表界面體系的高效算法，實現(xiàn)非周期、非連續(xù)和非同質的表界面體系模擬。針對表界面結構演化、電荷轉移和能量傳遞等過程，建立不同時空尺度上表界面相關過程動態(tài)模擬新方法，實現(xiàn)復雜表界面體系的精確計算。

3. 表界面精準構筑新方法。

發(fā)展表界面體系的原子級構筑方法與技術，實現(xiàn)表界面結構與成分的功能導向精準構筑。闡明表界面的結構、成分與外場對表界面態(tài)的調控機制，建立表界面物性精細調控的系統(tǒng)方法。

（二）重點支持項目。

依據(jù)核心科學問題和目標，對于前期研究積累較好、對總體目標有較大推動作用的申請項目，將以重點支持項目的方式予以資助，優(yōu)先支持以下研究方向：

1. 表界面探測方法。

（1）表界面催化活性的超高空間分辨可視化技術。發(fā)展催化體系表界面態(tài)的原子級分辨檢測技術，探索并建立其與催化活性的定量關系，實現(xiàn)表界面催化活性的可視化展示。通過高精度的表界面態(tài)調控與分析，探究催化位點的活性本源，為提高非貴金屬的催化效率提供表界面科學基礎。

（2）表界面電荷輸運的寬時域四維成像掃描電子顯微鏡技術。發(fā)展跨越飛秒與亞秒時間尺度和微納空間分辨的四維成像技術，探索表界面電荷在時間與空間維度上的能量轉移及定向傳輸機制，為能源催化和半導體器件的發(fā)展提供技術手段。

（3）表界面自旋性質的單自旋尺度精密探測。有機磁性材料關乎未來信息技術，其分子間自旋相互作用以及分子-電極間多體相互作用是分子自旋器件的基礎。利用表面配位與在位反應等方法精確構筑分子自旋體系，在單自旋尺度定量研究不同殼層電子間的多重自旋相互作用，為構筑高性能分子自旋器件奠定基礎。

2. 表界面新奇物態(tài)。

（1）表界面新奇物態(tài)的理論預測。針對低維范德華材料表界面新奇物態(tài)，構建范德華材料表界面結構數(shù)據(jù)庫，通過理論計算闡釋新物態(tài)和新物性的產生機制。利用高通量計算和機器學習等方法，構建可用于預測復雜表界面體系物態(tài)的計算模型，為具有新奇物態(tài)的表界面體系制備提供理論指導。

（2）表界面新奇物態(tài)的技術實現(xiàn)。針對銅基與鐵基超導體、過渡金屬硫族化合物、籠目晶格材料以及多鐵性材料等體系，發(fā)展分子束外延、脈沖激光沉積和化學氣相沉積等技術，實現(xiàn)原子尺度表界面結構的精準構筑。通過精細調控表界面晶格、對稱性、原子摻雜與應力等，實現(xiàn)高溫超導、拓撲超導、室溫磁性和磁電耦合等新奇物態(tài)。

3. 特定功能界面應用。

（1）多相催化中的金屬-分子篩界面。針對金屬-分子篩界面探測及其催化機制，利用成像技術建立反應條件下金屬-分子篩界面的三維原子模型，開發(fā)金屬-分子篩界面新的催化功能，研究其催化活性衰減原理，為諸如長鏈烴的高值芳構化等應用提供技術方案，并初步實現(xiàn)工業(yè)放大生產。

（2）二維器件中的溝道-氧化物柵介質界面。針對二維晶體管溝道與柵介質界面性能衰退等問題，探索高遷移率二維半導體和高介電常數(shù)柵介質的異質界面集成新方法，設計并構筑高品質異質界面，探究其性能調控機制與增強策略，提高器件穩(wěn)定性，研制出超越硅基器件速度與功耗極限的二維原型晶體管和邏輯單元。

（3）碳基芯片中的高性能低功耗碳基晶體管柵界面。針對晶體管柵界面態(tài)和界面缺陷密度，發(fā)展基于碳納米管場效應晶體管的柵堆垛界面態(tài)表征技術，闡明界面態(tài)的調控機制，建立精確的界面態(tài)模型，發(fā)展相應的柵堆垛界面優(yōu)化技術，實現(xiàn)高性能低功耗的碳納米管晶體管構筑，探索其在高性能大規(guī)模集成電路中的應用潛力。

四、項目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學問題，注重需求及應用背景約束，鼓勵原創(chuàng)性、基礎性和交叉性的前沿探索。

（二）優(yōu)先資助能夠解決面向未來技術的表界面科學問題并具有應用前景的研究項目。

（三）重點支持項目應具有良好的研究基礎和前期積累，對總體科學目標有直接貢獻與支撐作用。

五、2024年度資助計劃

擬資助培育項目30-35項，直接費用資助強度約為70萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日－2027年12月31日”；擬資助重點支持項目6-8項，直接費用資助強度約為300萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日－2028年12月31日”。

六、申請要求及注意事項

（一）申請條件。

本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

1. 具有承擔基礎研究課題的經歷；

2. 具有高級專業(yè)技術職務（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

（二）限項申請規(guī)定。

執(zhí)行《2024年度國家自然科學基金項目指南》“申請規(guī)定”中限項申請規(guī)定的相關要求。

（三）申請注意事項。

申請人和依托單位應當認真閱讀并執(zhí)行本項目指南、《2024年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2024年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2024年8月30日－2024年9月9日16時。

（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統(tǒng)中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，對多學科相關研究進行戰(zhàn)略性的方向引導和優(yōu)勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據(jù)本重大研究計劃擬解決的核心科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”，附注說明選擇“面向未來技術的表界面科學基礎”，受理代碼選擇T01，根據(jù)申請的具體研究內容選擇不超過5個申請代碼。培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個。

（4）申請人在申請書起始部分應明確說明申請符合本項目指南中的資助研究方向，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現(xiàn)本重大研究計劃科學目標的貢獻。

如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區(qū)別與聯(lián)系。

2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2024年9月9日16時前通過信息系統(tǒng)逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料，并于9月10日16時前在線提交本單位項目申請清單。未按時提交項目清單的申請將不予受理。

3. 其他注意事項。

（1）為實現(xiàn)重大研究計劃總體科學目標和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項目執(zhí)行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

（2）為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學術交流會，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動。

（四）咨詢方式。

交叉科學部交叉科學一處

聯(lián)系電話：010-62328382

 

? ? ?來源: 國家自然科學基金委員會

 

單位介紹:

? ? 我單位主要從事全國科技成果評價、國家科技計劃項目申報咨詢、項目戰(zhàn)略研討、專家考察調研、科技政策培訓、企業(yè)內訓等相關業(yè)務。在科技咨詢領域具有很強的政府背景、行業(yè)渠道、人脈資源及專業(yè)能力，為廣大科研工作者及科技型企事業(yè)單位提供專業(yè)化服務。

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