近日,陕西省科学技术厅公布了2025年省级科技计划项目立项结果,我校获批各类项目145项,其中,科技创新团队项目3项,自然科学基础研究计划杰出青年科学基金项目9项、前沿探索项目6项、重点实验室项目7项、一般项目93项,重点研发计划一般项目19项,软科学一般项目8项。
2025年省科技厅共支持60项科技创新团队项目,西北大学光子所屈云腾教授负责的“单原子材料及清洁能源转化创新团队”、物理学院冯宏剑教授负责的“新型半导体及离子束改性创新团队”分别入选。
一、单原子材料及清洁能源转化创新团队
团队以屈云腾教授为学术带头人,依托西北大学凝聚态物理学科建设,立足陕西,以“碳达峰,碳中和”国家战略为指导,主要在单原子材料理性设计和可控制备、质子交换膜燃料电池、锌空气电池、电解水制氢、二氧化碳电转化和电催化乙炔半加氢等前沿领域进行攻关。
屈云腾,教授,博士生导师,入选陕西省高层次人才引进计划。以单原子材料可控制备为基础,主要针对清洁能源电池和“电合成-电冶炼”开展研究。

团队致力于单原子材料可控制备,应用于清洁能源电池(燃料电池、锌空气电池)和电合成-电冶炼领域,取得了系统性创新性成果:
(1)制定新的合成策略,提出了“离子-颗粒-单原子”的衍化新理论,实现高载量单原子材料的可控宏量制备;
(2)以单原子材料为基础,研制多种高性能超低铂燃料电池阴极催化剂,覆盖了酸性、碱性和中性等多种应用场景;
(3)以单原子材料为催化剂,以清洁电力为驱动,开发电催化合成技术,实现了工业原料合成技术的绿色升级。
近5年,团队在Nature Communications, Advanced Materials, Advanced Functional Materials,Advanced Science等国际期刊上发表学术论文60余篇,授权发明专利30余件。相关研究成果产生了一定的国际影响力,其中学术带头人论文他引9000余次,连续两年(2022-2023)入选科睿唯安全球前1%高被引学者。
团队主要依托西北大学国家光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心、光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地、陕西省石墨烯联合实验室等平台开展工作。近5年,团队承担单原子材料制备和清洁能源利用方面的国家自然科学基金,陕西省科技计划等项目20余项。团队在物理学、材料学、化学等学科领域开展研究,在单原子材料可控合成和清洁能源转化利用方面形成了一支结构合理、优势互补、勇于创新的高层次人才队伍,团队现有国家级人才计划项目获得者1人,陕西省高层次引进计划项目3人。
团队建设目标:拟发展新的合成制备技术,研究单原子形成机理,探索单原子材料的独特物理及化学性质,为单原子材料在基础研究和工业生产领域的应用提供技术支撑;拟以单原子材料为基础,利用单原子材料对燃料电池、锌空电池阴极催化剂进行改进,降低贵金属用量和显著提升阴极的催化效率;拟针对现有化学品合成产业能耗高、污染重的问题,设计单原子材料为催化媒介,利用清洁电力驱动化学品合成,重点研究乙炔电还原和二氧化碳电还原,实现乙烯,乙醇和乙酸等大宗化学品的绿色制备。

二、新型半导体及离子束改性创新团队
团队以冯宏剑教授为学术带头人,重点围绕人工智能半导体材料器件设计制备、人工智能辅助离子束改性方案对半导体器件进行改性、新型半导体器件制备及改性、载能离子与物质相互作用等前沿领域进行技术攻关。
冯宏剑,教授、博士生导师,入选陕西省“三秦英才特殊支持计划”-科技创新领军人才、陕西省百人计划特聘专家、陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍首席科学家,现任民盟中央教育委员会委员、民盟陕西省委高教委副主任。从事人工智能半导体材料器件设计制备、离子束改性半导体器件、载能离子与物质相互作用、钙钛矿太阳能电池、钙钛矿光电探测器制备、电磁场有限元算法和工业软件开发。

团队长期以来聚焦新型半导体及器件设计制备、离子束改性、载能离子与物质相互作用机理阐释,取得了以下创新性研究成果:
(1)采用人工智能机器学习结合第一性原理计算,从海量的第三方及自建材料库里预测筛选出了十余种性能优异的半导体材料器件,设计了多种离子束改性方案,提升了半导体器件的性能;
(2)利用降温结晶法率先制备了高质量、高稳定、厘米尺寸的GA2PbI4、(PMA)2PbI4、DMAPbI3、BDAPbI4、DMPDPbI4 等钙钛矿单晶及 X 射线探测器,新型钙钛矿探测器具有优异的性能,采用金属离子束改性提升了钙钛矿探测器的灵敏度,降低了检测限,采用人工智能设计了多种离子注入方案提升了新型光伏材料的光学响应和光电转换效率,采用金属离子束改性提升了钙钛矿探测器的灵敏度,降低了检测限;
(3)阐明了载能离子束治疗癌症的DNA死亡过程中的直接电离损伤和间接二次电子损伤机理,离子束对生物组织的辐照是电离化的辐射,碱基对突变引起了磷酸骨架主链上的二次电子流;离子束辐照下共价键可以迅速传导被激发电子,分子层之间的π-π相互作用有效地阻断了被激发电子的回流,从而导致材料的局部电离,氢键通过质子跃迁来引导少量的激发电子;
(4)提出了以钙钛矿体系为例的界面电子态的概念,发现了界面电子态可以作为除了结构之外的第二个描述界面效应的维度量,揭示了界面电子态和结构之间的耦合及相互影响,进一步提出了界面电子态诱导的界面的载流子隧穿和界面能隙的减少。
近五年,团队在Chemical Engineering Journal、Applied Physics Letters、Journal of Physics: Condensed Matter等国际期刊发表SCI论文60余篇,授权国家发明专利10余件,荣获陕西省科学技术奖一等奖,主持/完成国家和各类省部级项目十余项。
团队主要依托西北大学物理学科的省部共建西部能源光子技术国家重点实验室(筹)、陕西省理论物理前沿重点实验室、国家光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心等平台开展工作,在新型半导体及离子束改性、新型半导体及器件设计制备基础研究及半导体器件产业化应用方面形成了一支结构合理、优势互补、勇于创新的高层次人才队伍。
建设目标:采用人工智能结合第一性原理,设计制备高性能的新型半导体光伏材料和探测器,设计载能离子束改性方案对半导体器件进行改性,制备离子束改性的高性能的新型半导体器件,通过缺陷钝化和界面工程进一步提升半导体器件的性能和辐照寿命,为航空航天、医用探测设备,提供高性能、耐辐照的离子束改性半导体器件;深入研究载能离子与物质的相互作用,阐释离子束治疗癌症机理,提升癌症患者的生活质量,使载能离子束技术服务人民生命健康;进一步优化第三代半导体晶体及器件,制备离子束改性三代半导体器件,服务国家战略需求。

陕西省科技计划项目体系介绍:
围绕贯彻实施国家科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,陕西省科技厅落实省委省政府重大决策部署,加强、优化、转变政府科技管理和服务职能,从研发管理向创新服务转变,深入推进科技计划管理改革等工作,改革后的陕西省科技计划包括科技重大专项、重点研发计划、自然科学基础研究计划、技术创新引导计划(基金)、创新能力支撑计划等五大类:
一、科技重大专项围绕制约我省经济社会发展的重点领域、重点产业的重大科技需求,进行重大关键共性技术攻关、重大产品开发、重大工程建设,推动重大科技成果应用及产业化;
二、重点研发计划按照全面统筹科技资源,一体化组织实施的思路,坚持“围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链”,鼓励产学研用协同创新,为我省经济社会发展提供支撑,包括一般项目(科技文化融合领域、农业农村领域、社会发展领域、未来新兴产业领域、对外合作领域)、重点项目(“揭榜挂帅”项目、关键核心技术攻关-农业农村领域、关键核心技术攻关-社会发展领域、关键核心技术攻关-区域创新能力提升、关键核心技术攻关-未来新兴产业培育、秦创原总窗口“四链”融合、秦创原产业聚集区“四链”融合);
三、自然科学基础研究计划主要任务是强化基础研究,瞄准科技前沿,推动原始性创新,培育自主知识产权,既出高水平成果,又出高层次创新人才,推进基础研究与应用研究融通创新发展,包括重点项目(杰出青年基金项目、前沿探索项目、联合基金项目、实验室重点项目)、一般项目(面上项目、青年项目);
四、技术创新引导计划(基金)设立的主要任务是:培育和孵化科技型企业,支持以企业为主体的“产学研用”联合协同创新活动,促进科技成果转移转化和资本化、产业化。营造良好的创新创业环境,引导企业加大科技投入,成为技术创新决策、投入、组织和成果转化的主体,包括“三项改革”综合试点项目、科技领军企业培育项目、区域科技创新中心项目、秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目等;
五、创新能力支撑计划旨在促进创新政策和科技规划前瞻性研究,支持搭建创新创业平台(基地)建设,培养和造就高水平创新人才和科研团队、提升科技服务能力,为陕西省贯彻实施创新驱动发展战略提供支撑,包括科技创新团队项目、科普与科技宣传项目、软科学研究项目、青年科技新星项目、秦创原引用高层次创新创业人才项目、中青年科技创新领军人才、科技创新创业人才等项目与各类平台基地项目。