“35岁以下科技创新35人” 中国区新一届入选者名单发布,两位校友入选

7月25日,2025 年度《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国区入选者名单公布,经校友总会初步统计,中国科大杨洋(08214)、赵汗青(13203)两位校友入选。

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杨洋(08214),2008年考入中国科学技术大学,2012年获学士学位。

他将先进电子显微学与理论计算和数据分析相结合,在纳米至原子尺度揭示材料在腐蚀、辐照和力学载荷下的缺陷演化机制,并发展用于极端环境材料缺陷定量分析与机制研究的先进表征方法。

杨洋长期关注极端环境下材料的结构演变与可靠性,尤其研究材料在腐蚀、辐照和剧烈力学载荷作用下,微观缺陷如何产生、迁移和聚集,并最终影响材料性能。他利用原位透射电子显微镜、四维扫描透射电子显微镜(4D-STEM)和三维重构等先进技术,直接观察材料在纳米乃至原子尺度的演化过程,并结合理论计算和数据分析,建立“缺陷—结构—性能”之间可量化、可验证的联系。

原子空位是腐蚀、辐照和扩散过程中最基础的缺陷之一,却长期难以获得具有高空间分辨率的定量信息。针对这一瓶颈,杨洋开发了结合 4D-STEM 与密度泛函理论计算的空位浓度映射方法,实现了对腐蚀金属中局域空位分布的纳米尺度成像。与传统正电子湮灭等表征方法相比,其空间分辨率提高超过五个数量级,使过去主要以整体平均信号呈现的空位信息,转变为可直接量化和空间比较的数据。这一方法为理解腐蚀等由点缺陷参与的材料演化过程提供了新的实验依据,并为机制驱动的材料评价提供新的定量手段。

除空位定量表征外,他还研究了复杂合金中的短程有序及其与缺陷行为的关系。他发展了层错和孪晶的动态映射方法,并揭示了化学短程有序对多主元合金变形机制的重要影响。在能源材料、二维电子器件和应变工程等跨学科合作中,他进一步利用先进显微学解析界面、缺陷和局域应变如何影响材料与器件性能。贯穿这些工作的核心,是从原子排列和缺陷演化出发,为材料复杂的宏观行为建立直接、定量的微观证据,并将这些认识用于理解和评价材料性能。

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赵汗青(13203),2013年考入中国科学技术大学,2017年获学士学位。

他在液晶系统中观测到结构清晰的经典时空晶体,并开创了以拓扑缺陷构建新型拓扑材料的新方法。

连续时空晶体,是原本多存在于量子体系中的物态。赵汗青和合作者构建了一个特殊的液晶系统,率先在光学显微镜下被直接观测到。

此前,时间晶体的存在需要极低温、极复杂的设备才能间接观测。而新型液晶系统让这个神秘的物态变得可观测、可操控,并将稳定存在时间提升了数个数量级。这项成果让信息存储、时空编码、防伪材料有了全新的想象空间。

但赵汗青没有止步于此。同一套液晶平台,还能做另一件更精巧的事:让拓扑粒子自己“组装”成特定结构。拓扑结构被认为是构建下一代存储与编码的理想载体,但如何让这些粒子按人的意愿排列起来一直是领域的难题。

赵汗青和合作者开创性地发现了具有莫比乌斯结构的层级拓扑粒子。他提出了一套全新的框架:让拓扑缺陷扮演“电子”,拓扑粒子作为“原子核”,从而构筑出拓扑分子和多聚体。这套理论不仅经过实验验证,也为未来设计全新的拓扑材料提供了一条可操作的路径。

更有趣的是,拓扑缺陷还能对信息进行读写操控,并在逻辑运算和存储芯片方面具有应用潜力。从时间晶体的观测,到拓扑材料的可控构筑,再到信息器件的可能应用,赵汗青的系列研究正在为拓扑物理搭建一座从基础发现到技术落地的桥梁。