中国科学院金属研究所马秀良

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马秀良，男，满族，1964年3月生。中国科学院金属研究所研究员；固体原子像研究部主任；中国电子显微学会副理事长。1988年毕业于大连理工大学材料工程系。随后师从著名材料科学家、晶体学家、中国电子显微学会奠基人之一郭可信院士(1923-2006)，在中国科学院北京电子显微镜实验室及大连理工大学从事Al基合金中十次对称准晶及相关晶体相的电子显微学研究。1994年获博士学位。先后在德国Dortmund大学（“洪堡”学者）、日本精细陶瓷研究中心(名古屋)、东京大学、香港城市大学及德国Jülich研究中心等地从事固体材料结构与缺陷的高分辨电子显微学研究。2001年4月起任中国科学院金属研究所研究员。现已合作撰写学术专著2部、合译专著1部。在Science, Nature Materials, Nature Communications, Physical Review Letters等具有重要影响力的国际学术期刊上发表论文220余篇，被引3300余次。


性　别        男        
最高学历        博士研究生
职　称        研究员        
专家类别        博士生导师
部　门        沈阳材料科学国家（联合）实验室 固体原子像研究部
通讯地址        辽宁省沈阳市沈河区文化路72号，中国科学院金属研究所，固体原子像研究部
邮政编码        110016        
电子邮件        xlma@imr.ac.cn
电　话        +86-24-23971845        
传　真        024-23891320
简历：
　　1988年毕业于大连理工大学材料工程系。1989-1994年师从郭可信院士，在中国科学院北京电子显微镜实验室及大连理工大学从事Al基合金中十次对称准晶及相关晶体相的电子显微学研究。1991年获硕士学位、1994年获工学博士学位。1995以来先后三次在德国Dortmund大学及Juelich研究中心进行有关材料电子显微学的研究(“洪堡”学者)。1997-2001年间先后在日本精细陶瓷研究中心、东京大学及香港城市大学作Research Fellow，从事材料界面精细结构的电子显微学研究。
研究领域：
　　材料结构与缺陷的电子显微学研究。
承担科研项目情况：
　　♦ Al合金中的稳定准晶及其新晶体相的发现
　　曾在二元Al-Co合金中发现稳定的十次对称准晶相。这一发现改变了人们普遍认为的稳定的十次准晶只能在三元的Al合金系中存在这一观点；成功地制备出毫米量级十次准晶单晶体并测得其有别于传统晶体的独特的物理性能数据；此外，在Al-Co及Al-Cr-Cu合金中发现20个与准晶结构密切相关的新物相，并将之归纳为单斜和正交两大点阵群族，丰富了早期通过X射线衍射方法建立起来的Al-Co合金平衡相图；提出准晶相是上述两大晶体群族中共有的极限成员(单胞无穷大)这一重要观点。立
　　♦ 不锈钢点蚀形核机制的新认识
　　发现不锈钢点蚀初期导致硫化锰局域溶解的微小“肿瘤”。虽然业已普遍认为不锈钢点蚀的发生起因于不锈钢中硫化锰夹杂的局域溶解，但是，由于缺乏微小尺度的结构及成分信息，点蚀最初的形核位置却被描述为“随机的、不可预测的”。点蚀初始位置的不明确一直制约着人们对不锈钢点蚀机理的认识及抗点蚀措施的提出。利用透射电子显微技术发现硫化锰夹杂中弥散分布着具有八面体结构的氧化物(MnCr2O4)纳米颗粒，这些纳米氧化物的存在相当于硫化锰中内在的微小“肿瘤”。在一定的介质条件下硫化锰的局域溶解正是起源于它与“肿瘤”之间的界面处，并由此逐步向材料体内扩展。这一发现为揭示不锈钢点蚀初期硫化锰溶解的起始位置提供了直接的证据，使人们对不锈钢点蚀机理的认识从先前的微米尺度提升至原子尺度，为探索提高不锈钢抗点蚀能力的新途径提供了原子尺度的结构和成分信息。
社会任职：
　　现为中国电子显微镜学会常务理事、中国电子显微镜学会物理与材料专业委员会主任、中国晶体学会理事、中国物理学会固体缺陷专业委员会委员、“中国电子显微学报”杂志编辑委员会委员、辽宁省电子显微镜学会常务副理事长、中国科学院东北区域中心电子显微镜学会主席、中国科学院研究生院材料科学与工程一级学科教学专家组成员、英国Materials Letters杂志编辑委员会委员、Progress in Natural Science --Materials International 杂志编辑委员会委员。
获奖及荣誉：
　　1993年获国家教育部科技进步一等奖、1995年获德国“洪堡”基金、1999年度入选中国科学院“百人计划”、2000年获美国ISI“经典引文奖”(Citation Classic Awards)、2003年获国家杰出青年科学基金、2006年获国务院政府特殊津贴、2008年被评为沈阳市优秀科技工作者、2009年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选、辽宁省“百千万人才工程”百人层次人选。
个人网页：
http://www.synl.ac.cn/org/sol/WEBnew/yjbzr.htm#

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日前，亚太材料科学院理事会与院士代表大会在新加坡举办。会议期间举行了两年一度的院士选举，今年共选举产生32名院士和12名副院士。我所马秀良研究员当选为亚太材料科学院院士，刘岗研究员当选为亚太材料科学院副院士。
　　亚太材料科学院是1992年成立的国际组织，包括澳大利亚、中国、印度、日本、韩国、蒙古、俄罗斯、新加坡等12个会员国和地区，主要针对各国和地区对关键材料的需求，促进各国和地区单边及多边交流与合作。亚太材料科学院的院士选举是基于候选人在基础、应用、产业化或教育等方面做出的颠覆性创新结果。
　　截至目前，亚太材料科学院现有院士（初期称Member，后改称Academician）400余人，中国大陆先后有102人（含本次15人）当选，当选者半数以上为我国的两院院士。为了促进青年人才的成长，2017年开始设立副院士，目前为止共有24名副院士，其中中国大陆有8人（含本次4人）。

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钙钛矿型铁电氧化物具有外场可控的极化，可作为信息存储和逻辑器件。拓扑极化结构自身的拓扑保护性，使其在信息处理、传输、存储等方面具有重要的应用价值。然而，铁电材料中的极化拓扑结构一般都包含本体对称性不允许的连续极化旋转。如何突破铁电极化与晶格应变的相互制约，实现极化反转与晶格应变的有效调控，获得有望用于超高密度信息存储的结构单元，是当今铁电材料领域面临的一个基础性科学难题。


　　2015年，马秀良研究团队利用具有亚埃尺度分辨能力的像差校正电子显微术，在超薄PbTiO3铁电薄膜中不仅发现通量全闭合畴结构及其新奇的原子构型图谱，而且观察到由顺时针和逆时针闭合结构交替排列所构成的大尺度周期性阵列(Science 2015)。在此基础上，美国伯克利国家实验室Ramesh院士领导的课题组发现了具有涡旋特征的通量全闭合结构(Nature 2016)以及与唐云龙博士合作发现了斯格明子晶格(Nature 2019)。最近，马秀良研究团队又相继在铁电材料中发现半子及半子晶格(Nature Materials 2020)以及周期性电极化波(Science Advances 2021)。
　　针对铁电拓扑结构目前的研究现状、未来发展方向、科学研究的原动力、电子显微技术的作用、物质结构的再认识、新材料的探索等诸多话题，2021年5月，马秀良研究员和Ramesh院士同时接受了自然指数（Nature Index）的视频专访。该访谈的简要内容于2021年7月1日刊登在《自然》（Nature）上。
　　2014年11月开始发布的自然指数（Nature Index）是依托于具有重要影响力的国际学术期刊，统计各高校、科研院所（国家）在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文信息的数据库。自然指数现已发展成为国际公认的，能够衡量机构、国家和地区在科学领域的高质量研究产出与合作情况的重要指标，在全球范围内具有一定的影响力。
　　全文链接：http://www.imr.cas.cn/xwzx/zhxw/202107/W020210712404944106666.pdf

(a) 斯格明子中的三维极化示意图；(b)会聚型和发散型半子交替排列所形成的周期性半子晶格示意图。

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2月21日，全省科学技术奖励大会在沈阳召开，我所三项成果获奖。“基于铁电极化的量子材料构筑及其亚埃尺度结构调控”项目获得2020年辽宁省自然科学一等奖。
　　“基于铁电极化的量子材料构筑及其亚埃尺度结构调控”（主要完成人：马秀良，唐云龙，朱银莲，王宇佳，刘颖）：铁电材料中的电极化在外加电场下发生翻转，可作为信息存储和逻辑器件。如何通过调控铁电极化，构筑基于铁电极化的量子材料，获得有望用于信息存储的结构单元，是铁电材料领域的重大基础性难题。该项目在实现亚埃尺度下对铁电极化直接观测的基础上，发现极化通量全闭合结构这一可能带来高密度信息存储的新基元，验证了物理学家30多年前的理论预测，在国际上引发了关于新型铁电拓扑结构的研究热点；构筑出具有巨大线性应变梯度、超低弹性能并具有特殊物理特性的铁电功能纳米结构；发现超薄铁电体可实现极化增强这一新效应，为解决超薄铁电体极化如何维持这一难题提供了新思路。研究结果被国内外学者广泛引用，代表性论著入选Web of Science“高被引”论文。