北京师范大学物理与天文学院
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青春当燃・科创未来|物理与天文学院携高速光谱膜厚测量仪亮相2026年首都高校科普成果展

供稿:侯卫娜     责编:侯卫娜     审核:桑海波    |   2026-09-29

为深入贯彻落实习近平总书记关于科技创新与科学普及的重要指示精神,落实2026年全国科普月工作部署,9月22 日—24 日,北京师范大学物理与天文学院亮相“青春当燃・科创未来”2026 年首都高校科普成果展示活动。陈建军教授团队带来自主研发的高速光谱膜厚测量仪器,现场演示薄膜动态生长过程。学院以中国物理学会科普基地为载体,把科研积累转化为科普资源,在面向公众开展科学传播的同时,为师生搭建科普实践平台,促进科研与科普双向赋能。

薄膜是光电子器件及光电子芯片的核心功能层,薄膜的厚度与光学性质直接决定器件的整体性能。传统商用测厚设备大多针对制备完成后的样品开展终态检测,难以捕捉薄膜在溶剂挥发、热退火等成膜过程中的动态演变,成为材料工艺研究中的一大难题。针对这一痛点,陈建军教授团队基于单光子技术,搭建全链路低损耗光路,建立精准光学模型,自主研发多模态协同算法与配套软件,相关成果斩获多项专利与软件著作权。该台高速光谱膜厚测量仪,可实现透明、半透明、不透明多层薄膜(包含干膜、湿膜)的在线高速测量,同时兼具吸收谱、反射谱、荧光谱采集以及AI智能解析功能,能够广泛服务钙钛矿光伏、半导体光刻胶涂覆、OLED及 Micro‑LED 显示、锂电池极片涂布等诸多产业领域。整套设备采用模块化设计理念,架构紧凑,兼容性强,可原位对接各类薄膜制备装置,有效降低原位光谱和膜厚检测的使用门槛。

△科普实验装置

活动现场,陈建军教授团队完整搭建起高速光谱膜厚测量演示系统,主机、光纤探头、样品台与搭载自研软件的电脑同步就位。打造出可看、可玩、可体验的科普小实验室。前来参观的高校科研人员、企业从业者、中小学师生络绎不绝,大家可以亲手更换钙钛矿薄膜、光刻胶薄膜、量子点薄膜以及空气间隙标准片等不同样品。只需要简单操作,软件就会快速采集样品光谱,屏幕上立刻跳出实时厚度数值,晦涩的光学检测变成看得见的直观体验。

最受大家欢迎的互动体验环节,参观者轮番调换不同规格的空气间隙标准片,观察干涉条纹随之发生的改变,仪器实时输出的测量数值,和标准参考值高度吻合。一旁的图文展板上,清晰展示着光学测量原理、测试流程,对照罗列本仪器和商用设备的实测对比数据,钙钛矿薄膜溶剂挥发、热退火同步观测等真实科研场景也一一呈现,帮助参观者读懂曲线背后的科学逻辑。

△科普展位现场

展位前始终人头攒动,不少观众围着团队师生不断提问,大家最关心仪器测量精度,也十分好奇这项技术落地产业的实际用途。面对来自各行各业参观者的疑问,团队的青年成员王钰涵、刘肸宁、陈睿耐心答疑解惑。在他们看来,把实验室严谨高深的科研技术,转化成普通人听得懂、看得明白的演示与讲解,本身就是一场全方位的锻炼。“要把技术讲明白,首先自己要把原理吃透。跟不同背景的观众交流,促使我们重新梳理知识逻辑、组织语言、动手调试设备、临场解答问题,每一项都是课堂之外宝贵的成长。而观众提出来自实际应用场景的问题,也为我们后续科研攻关带来全新启发。”

△参展人员合影

“做科普和搞科研从来都是相辅相成的。把技术原理向公众讲透彻,也是在检验我们团队自身对技术的理解够不够扎实。”陈建军教授这样说道。一台原本安放在实验室、服务材料和芯片科研的测量仪器,走出实验室站上科普展台,既直观展现出学院在光学在线测量、薄膜表征方向的长期研究积累,更诠释出高校科研团队服务社会、传播科学火种的责任担当。

作为中国物理学会科普基地,物理与天文学院一直坚持推动科研资源向科普资源转化。中国物理学会科普教育基地负责人、学院副院长桑海波表示,本次参展是学院2026年全国科普月系列活动的重要一环。依托物理与天文学科积淀,学院努力让硬核前沿科技褪去晦涩外壳,变成大众能够感知、能够理解的科普内容。科研人员站上科普一线,一边向社会传播科学知识,一边在沟通互动当中深化对科学精神、科研应用的理解,实现科研育人与科普传播双向奔赴。

本次参展搭建起高校科创成果对外传播、跨校跨界交流的优质平台,这不仅是科研成果的集中亮相,更是一堂鲜活生动的科普实践大课。未来,学院将持续把科普工作同人才培养、科学研究、社会服务深度融合,充分发挥学科与科普基地平台优势,推动更多实验室科研成果走出实验室,在科普实践中锤炼青年人才队伍,为提升公众科学素养、助力首都国际科技创新中心建设,持续贡献物天力量。