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量子调控研究
1．量子信息关键器件的物理实现
量子通讯、量子计算和量子仿真基本原理的物理实现与原型器件；基于半导体量子点和基于光学超晶格的光纤通讯波段的量子光源和量子存储原型器件；基于超导量子器件的单光子探测和量子信息处理原型器件；固态光学微腔以及微腔阵列系统的制备，单光子态、原子态的量子调控和量子仿真；线性、非线性光学量子信息处理关键器件，量子态的集成调控和集成光子器件；量子信息实用化关键技术的基础研究。
2．基于原子、分子体系的量子调控
冷原子、分子、离子体系的制备、凝聚效应和纠缠现象，以及新的量子态和奇异物性；外场如光场、磁场等与冷原子、分子体系的相互作用以及对量子态的调控机理；高灵敏实验检测、表征和调控技术；探索新量子物质状态、量子仿真和新型量子器件。
3．关联电子体系的量子调控
不同维度、不同结构的关联电子材料的复杂量子现象、量子效应及其基本规律和微观机理；处理复杂关联量子问题和量子调控的新思路、新概念、新方法；关联电子材料的实验分析、检测和调控的新方法；基于新颖量子现象和效应的原型器件。
4．复杂量子功能材料的物性调控
复杂量子功能材料及低维结构材料的设计、制备、生长机理和新奇量子效应；量子功能材料的不同有序态，如（反）铁磁序、铁电序、轨道序、拓扑序等，不同序参量耦合下的量子行为和量子相变；理论和数值模拟以及物性灵敏检测的新方法；发展基于复杂量子功能材料的原型器件。
5．小量子体系的量子调控
小量子体系量子态的时域、频域、空间高分辨技术；研究新颖低维量子体系的制备及新奇量子现象；低维量子体系中电荷、自旋的输运特性及相互关联，量子比特基本操作的新方案；外场与小量子体系的相互作用和耦合机制；基于小量子体系的新型器件以及在量子信息中的应用；固态量子系统纠缠的产生和检测，量子退相干效应的调控。
6．受限微纳量子结构的设计与调控
具有特定构形和量子特性的新颖量子结构材料的物理和化学制备方法；受限微纳量子结构的轨道、自旋等内部量子态及其调控技术，高灵敏、高分辨率的检测和表征技术；受限微纳量子结构中电子态与外场的耦合及其量子效应；基于新量子效应的原型器件。
7．光子带隙调控、新效应及其应用
非传统机制（如非线性、隧穿）和非传统结构（如手性、梯度分布）对光子晶体的光子带隙的调控机理及其新效应；无源光子集成器件和回路、有源光子器件及回路；亚波长微结构、光子晶体中的宏观量子效应、光子晶体与受限电子系统的耦合效应；基于光子晶体的原型器件。
8．光电耦合量子体系的量子调控
光诱导的集体激发效应和光电耦合效应，及对新型量子材料输运特性的调控；固态量子结构中光与物质的相互作用、动力学过程和能量转换；基于光电耦合量子体系的新型量子器件，及其在传感和光电集成中的应用。
纳米研究
1.纳米材料的基础科学问题
围绕重要应用，开展基本科学问题、关键技术、微观结构特征与奇异特性关系、性能调控的研究，设计、制备新型纳米材料，探索其潜在应用；研究具有特定性能的纳米材料和结构的大尺寸、高有序度的自组织生长机理和关键技术，制备具有特定功能的纳米材料自组装结构。
2.纳米碳材料及宏观材料的制备与应用
围绕具有重要应用前景的纳米碳材料，发展可控、宏量和低成本制备技术，研究应用过程中的关键技术；发展宏观材料的结构可控和低成本纳米化技术，研究此类材料的结构和性能稳定性，探索在特定领域中的应用。
3.新型纳米制备技术和表征方法
探索可重复、低成本的新型绿色纳米制备原理方法、关键技术；发展有特色的高精度纳米加工与可控组装技术；发展基于新原理纳米表征技术和测试方法。
4.纳米技术标准和标准物质
重点开展纳米材料和纳米结构的检测、计量技术的国际与国内技术标准研究与制定；纳米检测用标准样品与标准物质的研制与批量制备；发展纳米检测技术的量值溯源方法，并开展比对测量、纳米检测方法的标准化。
5.碳基器件和电路及新型纳米传感器件
探索基于新原理、新结构的碳基纳米器件和电路；研究应用目标明确的高灵敏度、高可靠性、高选择性纳米传感器、光电探测器；发展重点疾病早期检测的纳米生物器件、植入式微纳传感器件等。
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