BOB半岛他是凝结态物理界限的知名科学家,得到了多项引颈性的紧急科学冲破。他指挥团队初度测验观测到量子失常霍尔效应,正在国际上形成庞大学术影响;正在异质结编造中呈现界面加强的高温超导电性,开启了国际高温超导界限的全新咨询对象。
“一个别能走多远?他的学术大厦能筑成两层楼、五十层楼依然数百层的楼?这很大水准取决于他根底学问所筑就的地基。”行动首个得回奥利弗·巴克利奖、菲列兹·伦敦奖的中国籍科学家,薛其坤两次正在诺贝尔论坛作特邀通知。
奥利弗·巴克利奖是国际凝结态物理最高奖,菲列兹·伦敦奖是国际低温物理最高奖,为何薛其坤能得回这两项大奖?恰是因为薛其坤带队正在根底咨询界限,得到了量子失常霍尔效应和界面高温超导等国际引颈性庞大科学冲破。
6月24日,中国科学院院士、清华大学教导、南方科技大学校长薛其坤站上领奖台,获颁2023年度国度最高科学本事奖。
“国度的兴盛给科学家攀爬科学岑岭、攻击宇宙科知识题,供给了重大支持和优秀条目。”薛其坤亲自感应到,国度的厘革盛开等好策略,为他和一大量科学家缔造了实行梦念的机遇。
若何让一个运鼓动,同时具有短跑运鼓动的速率、篮球运鼓动的高度和体操运鼓动的聪敏?正在测验呈现量子失常霍尔效应的历程中,薛其坤团队就碰到了犹如困难,由于他们要造备出磁性的、拓扑的、体绝缘的高质地资料。
这种资料将成为勇攀凝结态物理科研岑岭的“爬山杖”。从20世纪80年代初首先,一系列量子霍尔效应的呈现,开启了拓扑量子物态这一新咨询界限,为繁荣低能耗电子器件指通晓新对象。然而20多年来,人们连续没能正在真正资料中,测验呈现量子失常霍尔效应。
面临繁多离间,薛其坤正在2002年,带队将分子束表延、扫描地道显微镜和角分离光电子能谱等多种互补的细密测验机谋足球场,更始地互联成一个超高真空体系。该体系正在量子资料原子标准可把握备和表征方面,供给了国际通用的重大测验本事,现已被国际上近百家咨询组采用。
“物理学科繁荣至今,已很难正在表面层面得到庞大冲破。”薛其坤以为,正在科研角逐中,要念跑赢良多更聪敏、更辛劳的同业,争先揽下测验层面的“瓷器活”,需求潜心打好科学咨询仪器这把“金刚钻”。
清华大学物理系副教导冯硝曾是薛其坤的博士生,正在参加高温量子失常霍尔效应课题攻合时,她将脉冲激光浸积本事与分子束表延筑造联结,扩展了可查究的资料编造。
依据超分子束表延—扫描地道显微镜—角分离光电子能谱超高真空笼络体系这把“金刚钻”,薛其坤团队可正在原子标准上精准把握薄膜成长,还能观测薄膜的成长描摹、缺陷和电子构造等。他们做出了高质地拓扑绝缘体薄膜。从2009年起,薛其坤团队与清华大学、中国科学院物理咨询所、斯坦福大学的专家,强强笼络,对量子失常霍尔效应实行贫寒的测验攻合。
团队20多位咨询生发愤4年多,造备出1000多个样品。历经多数次腐化、革新、更始,2012岁晚,薛其坤团队活着界上初度于测验中观测到了量子失常霍尔效应。
这是当时已知的量子霍尔效应家族成员中,末了一个被测验呈现的,也是唯逐一个正在中国呈现的。这一咨询成效有恐怕为异日音信本事革命诱导新赛道。如将量子失常霍尔态和超导态联结,所得回的量子态,可处置量子揣测咨询中的合节题目,有恐怕使科幻片子中的超高算力揣测机成为实际。
薛其坤正在年青时可爱踢足球。正在他看来,踢足球和做物理学咨询相同,都需求有全部头脑,找到策略冲破点。
“要处置物理学的庞大科知识题,就需求明白物理学的过去BOB半岛、现正在和异日,正在洞察集表示象以及本身咨询上风后,智力把好对象、精准出击。”薛其坤将界面高温超导、量子失常霍尔效应等,行动团队不断多年的主攻对象。
自1986年呈现铜氧化物高温超导体往后,人们还没呈现常压下超导更动温度正在液氮温区左近的新超导编造。按以往的表面和测验,当超导资料变得很薄时,其超导更动温度通常会明显下降。寻找高温超导新资料,追究高温超导机理,是全盘物理学界最合切的题目之一,科学价钱极大。
2008年,薛其坤带队行使异质结界面,打算高温超导编造。颠末不断攻合,2012年,薛其坤团队正在钛酸锶衬底上表延成长的单层硒化铁薄膜中,呈现了界面加强的高温超导电性。这是1986年人类呈现铜氧化物往后,正在常压下超导更动温度最高的超导体,也为处置高温超导机理诱导了全新途径,惹起国表里多量追踪咨询。
为何能带队屡获庞大科研冲破?“行动团队领先人,要正在策略上做好计划,选准根底咨询的对象、中心。”薛其坤将海量阅读、独立思索、通常交换,行动科研职员擢升判别材干的诀窍。
“咱们一线科研职员根基每天都要看最新的科学文件等,我就恳肆业生用心翻阅文件,看完之后不单要清楚作家做了什么、获得了什么结果,还要重复思索,给本人多提几个题目,比如这篇文件给我最大的开辟是什么?”正在薛其坤看来,看一篇文件恐怕只需两幼时,但恐怕要花两三禀赋能问出一个好题目。这有利于启发学生独立思索,有用升高科研判别材干。
通过让学生做月度办事通知、课题起色通知等,薛其坤时时启发学生从剖判数据等普通测验中跳出来,从更高远的角度,去长远思索所攻合的科知识题。
薛其坤曾把本人比为一条从沂蒙山区驶出的划子,“父母给了划子人命。划子有谬误了,导师帮他修修;对象过错了,导师给领导领导足球场。我的学生给予了划子更芳华的人命……”
三位导师对薛其坤影响很大。读研时,中国导师陆华教导教会他坚守根基轨则;留学时,日本导师樱井利夫教会他诚心至心,美国导师David Aspnes启发他擢升科学判别力。
当成为师者,薛其坤万分尊重学生的练习兴会和与人疏导的材干。正在指示学生时,他多次夸大,“要辛劳、用心、合作”。
“薛师长常说,单打独斗难以竣工庞大科知识题,需求分歧本事、界限的人互帮,云云咨询告捷的恐怕性就会更大。他就迥殊擅长把大师拧成一股绳。”冯硝也发愤将薛其坤的指示,传达给本人的咨询生们。
薛其坤培育了120多名博士生、博士后,并带着他们一齐寻求极致。他指挥的团队成员或培育的学生中,已有一人入选中国科学院院士,30余人次入选国度级人才盘算。薛其坤常把这视作他个别最告捷的一点。
而科教融汇帮薛其坤及其学生练就了较强的科研材干。薛其坤以为,咨询型大学也应加紧科学本事咨询,并阐扬好本身“五育”并举的强项,教育更多更始人才。
薛其坤带领成立了低维量子物理国度中心测验室,这是清华大学理科第一个国度中心测验室。控造南科大校长后,他提出一流新型咨询型大学繁荣的“三三五”方略,指挥学校告捷入选“双一流”。
“新型咨询型大学最根基的特色,即是将科学咨询和讲堂教学融为一体。”薛其坤表现,南科大尽力修建科研材干了得的教练团队,加强科教融汇足球场,力争为国度高秤谌科技自立自强教育更多拔尖更始人才足球场。
开掘和培育拔尖更始人才是项体系工程,上等训导难以独立竣工。“假如良多中幼学校还将分数行动培育、公证人才的独一尺度,应考训导的学科培训、学科竞赛等仍大行其道,就会消除良多好苗子。”薛其坤夸大,没有高质轻负的根底训导,就难以营造好拔尖更始人才纷纷破土而出的生态。
薛其坤通过开讲座、控造名望班主任等格式,参加“高中—高校理解式人才培育形式”,并召唤更多学校展开犹如查究,“中幼学校、幼儿园要正在孩子们心中播下热爱科学的种子,保卫好孩子们灵动的禀赋、好奇的眼睛、更始的热忱和求知的初心”。
薛其坤最可爱杜甫的《望岳》,他时常用这首诗勉励本人和学生,“假如用‘荡胸生曾云’的襟怀与地步去做科学咨询,用‘决眦入归鸟’的用心和洞察力收拢事物本色,付出劳累的发愤和搏斗,总有一天你会登上更高的科学岑岭,‘会当凌绝顶,一览多山幼’”。BOB半岛量子“足球场”上的“先锋”