信息材料与工业智能

洪文晶 教授 化学化工学院

国家杰出青年科学基金,国家高层次青年人才项目获得者,化学化工学院副院长。从事基于智能科学仪器的单分子尺度科学智能研究,以及人工智能在工业领域的应用研发,主持建设了亚洲首座无噪声一厦门大学无噪声超精密加工与表征实验室和无人智慧材料合成实验室等。

刘俊扬 副教授 化学化工学院

主要从事碳基电子器件研究和相关智能数据分析算法开发,旨在探索未来信息技术的材料和基于微纳制造的器件加工技术。

高铭滨 副教授 化学化工学院

主要从事纳微尺度传质与传热过程,人工智能驱动的化工新过程,高时空分辨光谱学技术,和多尺度模拟研究。

李晶 副教授 电子科学与技术学院

主要围绕围绕忆阻器和自旋电子器件研究。主要包括以下方向:单分子忆阻器及其存算一体集成阵列开发,分子基磁性隧道结器件及其在自旋神经网络中的应用和电寻址单分子自旋量子计算器件开发。

研究内容

1)无人智能材料研发实验室关键技术开发(人工智能+仪器与装备):

针对材料高效制备的技术挑战,我们拟自主研制一系列结合机械手、微流控系统等以多智能体协同为基础的高通量材料自动制备技术;基于现有的相关表征科学仪器,我们计划结合智能控制算法,自主研制一系列可自动对所制备材料进行红外、拉曼等光谱学表征和力学、热学、电磁学等性能表征的关键参数分析系统;针对材料研发对象复杂、依赖试错和经验积累、难以理性设计的技术挑战,建立以机器学习和机器人技术密切融合的材料智能研发系统,并用于多种重要信息功能材料的研发。

2)基于有机分子的类脑计算器件研究(人工智能+物理/电子):

单分子电路研究是分子科学与微纳电子学学科交叉的重要前沿,对化学、信息、电子等学科都具有重要意义,也是原子制造在未来半导体器件和芯片应用的重要方向。作为分子科学研究的极致尺度,单分子电路研究方向旨在借助分子科学能够以原子级精度批量制造分子材料的能力,通过表征方法、数据挖掘方法等仪器技术创新,结合理论计算和实验研究探索实现“从分子实现智能”的目标,从基于单分子电路的信息感知、存储、计算三个方向开展研究工作:在单分子尺度信息感知方面,侧重发展基于单分子探针与待检测物分子间组装作用、接近单分子灵敏度且具有较好选择性的单分子化学传感器及其阵列,以及基于光电耦合作用、接近单光子灵敏度的单分子光电传感器等,争取在未来2-3年内实现在气、液等复杂环境能稳定工作的单分子电学传感器阵列样机演示;在单分子尺度的信息储存方面,在3-5年内实现基于分子器件的存-算一体操作和类脑计算的功能演示。

3)基于人工智能单分子尺度科学智能研究(AI for Science) 

单分子电子学也为分子尺度下独特的物理化学现象研究提供了绝佳机遇。近年来,单分子电子学领域的文献发表持续快速增长。随着大语言模型的兴起,其强大的语言理解和生成能力,这使得文本数据成为新型的科研要素,变得愈发重要。研究拟利于大语言模型技术,通过对领域内海量文本数据的挖掘,探究领域内的研究热点、前沿方向和发展趋势。具体将从单分子电子学文献的储存、分析、预测三个方向开展研究工作:基于Neo4j构建单分子电子学引用文献库,建立文献之间的引用关系、作者之间的合作关系等;通过对单分子电子学文献的训练和微调,学习文献的语义信息和主题分布,通过大语言模型实现单分子电子学文献主题的划分和研究趋势预测,并预测潜在的技术路线和分子器件应用出口,促进单分子电子学研究领域的持续发展。

申请人团队组建的相关交叉学科实验室在国家领导人到访我校调研人工智能交叉学科研究时获得高度肯定,并作为人工智能驱动新材料研究的示范案例在CCTV进行报道。

研究成果

洪文晶教授团队长期从事人工智能与化学化工、新材料、电子器件等领域相融合的前沿交叉研究,在Nature Mater(3)., Nature Chem., Nature Catal.,Nature Commun.等子刊发表论文15篇,其中报道单分子存算一体器件的Nature Mater.论文以人工智能研究院为第一单位。团队于2021年获批JKW 1**工程 “****智能实验室关键技术研发”项目支持(1500万元),目前一期项目顺利结题,项目成果获专家高度评价并作为“1xx工程”重要突破上报中央主要领导,目前也已获得二期持续支持(2400万元)。在人才培养方面,实验室有多位毕业生进入字节跳动、华为海思、阿里巴巴等互联网和AI企业。

招生要求

对人工智能与化学、化工、半导体等工业过程的交叉研究特别是无人智能材料研发实验室系统和智慧能源管理系统或智能控制算法感兴趣,具有英文读写能力。

招生联系老师及联系邮箱:

高铭滨,mbgao@xmu.edu.cn