國家最高科學技術獎獲得者薛其坤披荊斬棘叱咤量子競技場_運彩抽獎登錄

2024年度國家最高科學專業獎6月24日在京揭曉,李德仁院士、薛其坤院士獲得中國科技界高貴榮譽。

進入信息時代,芯片儼然成為處理信息的大腦。在指甲蓋大小的芯片里封裝數10億個晶體管,堪稱人類最復雜的壯舉之一。但是,當數據量指數性爆發,僅憑集成更多晶體管不再一招鮮,元器件的發燒疑問,成為限制算力提拔的瓶頸。而量子異常霍爾效應,則提供了實現超高功能電子器件的可能性。

在超海量數據時代,對信息的存儲和處理將會有極高要求,需要一種完全創造的算計機,實現雷同于超導、電阻等于零的無能耗輸運現象。凝結態物理學家、清華大學教授、中國科學院院士薛其坤說。

在材料中,電子的運動是高度無序的,電子和晶格振動、電子和雜質、電子和電子會連續不斷碰撞,產生電阻、發燒等功效。假如給薄膜材料外加一個強磁場,電子有可能當即規程起來,沿著界線不碰壁礙地運動,這種有趣的現象叫做量子霍爾效應。如果能找到一種特殊材料,既有自發磁化,電子態又具有拓撲結構,則有可能在不外加磁場的場合下產生量子霍爾效應,這便是量子異常霍爾效應。

長年來,量子異常霍爾效應如同一道傳說中的咒語,讓各國物理學家魂牽夢繞,卻沒人能證明它真實存在。

途經數年試探,薛其坤團隊通過分子束外延的設法,制備出世界上首個具有鐵磁性、絕緣以及有拓撲特性的新奇物理性質材料的薄膜,首次在實驗室破解了這道咒語。

進入沒有賽道的競技場

1980年月,國際量子材料和物態領域根基研究迎來爆發式發展,整數和分數目子霍爾效應等多項發明,開啟了拓撲量子物態這一新研究領域,并為發展低能耗電子器件指明白新的可能。

不過,量子霍爾效應的產生需要極度強的外加磁場,這對其研究和應用都帶來了極大難題。試想一下,假如運行一枚具有量子霍爾效應的芯片,需要配備一臺冰箱大小的強磁場發作器,誰能接納?

玩運彩中獎者2024年諾貝爾物理學獎獲得者霍爾丹(F D M Haldane)于1988年提出,有可能存在不需要外加磁場的量子霍爾效應體系,但他的假設離實際材料體系相距甚遠。在此后20長年里,在真實材料中發明量子異常霍爾效應,一直是凝結態物理學的重大科學目標之一。

2024年拓撲絕緣體概念被提出,科學家以為,在拓撲絕緣體薄膜中引入鐵磁性,理論上有可能實現量子異常霍爾效應。但要在實驗中實現卻極為難題,由於異常霍爾效應的量子化,需要材料的性質同時知足三項極度苛刻的前提:一是材料的能帶結構必要具有拓撲特性,從而具有導電的一維邊緣態,即一維導電通道;二是材料內必要具有長程鐵磁序,從而無需借助外磁場而存在異常霍爾效應;三是材料體內必要為絕緣態,對導電沒有任何功勞,只有一維邊緣態介入導電。在實驗中,想實現以赴任何一點都很難,縱然在理論上,這三個前提能不能同時知足,也存在很大不確認性。因此,有人將這項環球實驗物理學家面臨的巨大挑戰,形容為沒有賽道的競技場。

從2024年起,薛其坤團隊利用分子束外延生長低溫強磁場掃描隧道顯微鏡角區分光電子能譜相結合的獨特專業手段,開始開展對拓撲絕緣體的研究。他們首次創建了Bi2Te3家屬拓撲絕緣體的分子束外延生長動力學,發展出嚴格管理材料組分的三溫度法,生長出國際上質量最高的拓撲絕緣體樣品,該想法后來成為國際上通用的拓撲絕緣體樣品制備想法。

隨后,他們首次利用角區分光電子能譜,繪制出三維拓撲絕緣體在二維極限下的電子能帶結構演化,該項成績為基于拓撲絕緣體薄膜的大批后續工作打下了根基;他們利用低溫強磁場掃描隧道顯微鏡專業,揭示出拓撲絕緣體外觀態的拓撲保衛性和朗道量子化等獨特性質,在國際上產生了很大的學術陰礙。這一系列努力與成績,使我國在拓撲絕緣體領域研究中躋身國際領先行列。

有此根基,薛其坤將目光投向了量子異常霍爾效應。對于科學家來講,這是一個極度奇妙的物理現象,我們很但願把這個謎揭開,看看它究竟是不是存在。同時,在國家支援下,我們的相關實驗專業也到達了這個程度。他說,正是天時地利人和。

從2024年開始,薛其坤引領量子異常霍爾效應實驗團隊,進入了沒有賽道的競技場。

至今保留著那條短信

當年薛教師找到我和幾位教師,說國際上有理論預言,可以在磁性拓撲絕緣體中去尋找量子異常霍爾效應,并約請我們團體攻關來發明這個效應。清華大學物理系教授王亞愚回憶,自己那時當即被吸引了。

2024年,薛其坤團隊與來自清華大學、中國科學院物理所、美國斯坦福大學的合作者們,基于所獲得的高質量拓撲絕緣體薄膜,開始對量子異常霍爾效應進行實驗攻關。

攻關過程極為艱苦,面對學術、專業以及路線等眾多復雜的疑問。薛其坤介紹,制備厚度約5納米的薄膜并不難,難的是要在原子標準上管理摻雜的元素,更難的是要在電子層次上把結構、材料和物理性質之間的內在關聯懂得清楚,為下一個實驗尋找方位。

在連續不斷摸索中,研究團隊制備出組分、厚度均準確可控的三元拓撲絕緣體薄膜,實現通過薄膜化學組分比例和電場效應,調控拓撲外觀態的能帶結構和薄膜的載流子類型與濃度。他們通過在該薄膜中摻雜磁性Cr(鉻)原子,在此中創建了鐵磁序,以及垂直于薄膜面的易磁化軸。據統計,他們共制備了1000多個樣品,終極獲得的材料可以兼具鐵磁性、體絕緣性和拓撲性,是實現量子異常霍爾效應的夢想材料系統。每個樣品從生長到丈量,至少需要三四天時間。薛其坤說,大家把才幹發揮到了極致,他們付出的努力令人驚訝。

2024年頭,工作陷入瓶頸。所有需要的前提我們好像都已經實現了,可是得到的結局離終極的勝利還很迢遙。團隊成員、清華大學物理系教授何珂回憶說,那時大家都有一些絕望的情緒,無知道下一步該怎麼辦好。

薛其坤并不以為這是失敗。在實驗上,假如我們達不到目標,首要證明我們的學術判定不一定正確,這是一個提高學術才幹的時機。在試探中假如遭遇失敗,說明此路不通暢,把迷宮中不通暢的路找出來也是功勞。他說。

在他的勉勵和開導下,大家決意轉變思路,做減法,重新靜下心,逐一去除樣品中可能存在的各種疑問。

薛其坤的手機里,至今保存著一條2024年10月12日接收的短信。

那是一個周五。當晚值班的項目組成員常翠祖,看到了量子異常霍爾效應初步端倪,他趕快給薛其坤發了短信。那天我回家早一點,大約十點半,剛停下車就接收動靜。薛其坤對此影像猶新,那時極度興奮,也很欣慰。

起初決意做這項實驗的時候,實在我們有思想預備,或許我們努力之后發明量子異常霍爾效應并不存在。他說,終極我們在根基研究中實現了一個全新科學紀律的發明,對于科學家來講,這是一種莫大的幸福。

盡快應用到實際中去,是我們的努力方位

量子異常霍爾效應是新中國成立以來我國物理學家發明的主要科學效應之一,是中國物理學界對世界物理學發展作出的一項重大功勞。

這個成績的產生,應該是對國家、人民長期強力支援我們的回報。薛其坤表示。

此項成績發布后,產生了巨大的國際學術陰礙,得到了楊振寧等著名物理學家的高度評價。薛其坤于2024年、2024年兩次受邀在由諾貝爾基金會建議的諾貝爾論壇作特邀教導,還在國際分子束外延大會(2024年)、國際半導體物理大會(2024年)等相關領域最有陰礙力的國際會議上作大會特邀教導。2024年諾貝爾物理學獎授予了三位在拓撲相變和拓撲物質領域做出首創性功勞的理論物理學家,在該獎的科學底細介紹中,諾貝爾評獎委員會將量子異常霍爾效應的實驗發明作為拓撲物質典型性實驗進展之一進行了介紹。

該成績也推動了相關研究的快速發展。此后數年間,各國研究者通過對磁性拓撲絕緣體材料性質的改進,將量子異常霍爾效應的實現溫度從003K(開爾文,國際單位制中的溫度單位,以絕對零度作為算計出發點)提拔到1K以上。美、日、德等國的國家計量機構均開展了基于量子異常霍爾效應的電阻量子尺度研究,量子異常霍爾電阻的準確度已初步知足應用于電阻量子尺度的前提。量子異常霍爾效應還在超冷原子系統、內稟磁性拓撲絕緣體系統、轉角石墨烯、轉角過渡金屬硫化物系統中被觀察台灣運彩下注經驗到。如今,量子異常霍爾效應相關研究已成為國際物理學發展最快的研究方位之一。

薛其坤團隊也在相關研究中連續不斷贏得新成績,繼續帶領著該方位的國際學術進展。他們和合作者在2024年首次發明一種內稟磁性拓撲絕緣體MnBi2Te4,這種材料具有條例擺列的磁性原子和巨大的磁能隙,有可能實現更高工作溫度的量子異常霍爾效應,從而使其能在電子器件中應用。這一發明開啟了國際上一個新的熱門研究方位,比年已有科學家基于該材料,在30K溫度觀察到磁場輔導下量子異常霍爾態存在的證據,進一步增大了基于此材料實現高溫量子異常霍爾效應的但願。

我們還要提高量子異常霍爾效應的觀測溫度,尋找更便宜的材料。使其盡快應用到實際中去,這是我們正在努力的方位。薛其坤說。

從漁船到巨艦

薛其坤曾自比為一艘從沂蒙山區駛出的漁船。

1980年,他離開老家山東省臨沂市蒙陰縣,考入山東大學光學系。他自我評價說,那時不算特別努力,中規中矩完工了學業。結業那年,他沒考上研究生,工作2年后又考,再次落榜。1987年,他考入中國科學院物理所,開始了研究生吸取。5年后,在導師陸華的協助下,他作為中日聯盟教養博士生,前去日本東北大學金屬材料研究所吸取。

在日本的吸取,給薛其坤帶來了兩大陰礙。一是使他養成了711工作習慣。他回憶說:在此時期,我第一次接觸到世界上最進步的實驗專業和國際開放的環境,這是極度主要的機緣,我很愛惜,因此每日早上7點到實驗室,晚上11點離開,以求用更長的工作時間盡可能掌握更多實驗專業。二是他逐步養成了極為嚴謹的實驗科學研究立場。

1994年,薛其坤返國完工答辯,在中國科學院物理所獲得博士學位,隨后繼續赴日本東北大學工作,并作為拜訪學者,在美國北卡萊羅納州立大學物理系做了一年的博士后。1999年,他正式返國,在中國科學院物理所擔任研究員。此時的他,心中多了一份信念。

在國外7年多時間,我看到了國家在科學研究上、國人在生活程度上,跟發達國家的巨大差距。他說,這種履歷引發了我想為國家多做點事的信念。我但願祖國在科技各個方面都變得強盛,但願中國人活得更幸福、更有尊嚴。

帶著這份信念,薛其坤投身于祖國科研事業,每日早上7點到實驗室,晚上11點離開。常有學生想跟他比比誰能更早到實驗室、離開得更晚,但沒人能像他那樣長年如一日地堅定。

薛其坤以為自己是幸運的。從在中國科學院物理所的5年時間,到2024年參加清華大學以后,國家經濟處在一個快速發展的期間,國家對大學的支援、對科學研究的支援、對人才的支援,也都是最好的期間。他說,我們就在國家快速發展的滾滾洪流下連續不斷成長。

如今,他已成為我國在量子科技領域的杰出戰略科學家。除了量子異常霍爾效應,他還引領團隊發明界面增強高溫超導,實現比年來高溫超導領域的主要突破,在國際上開辟了高溫超導的全新研究方位,成為革新開放40長年來我國根基研究走向世界的杰出典型之一。

在人才教養、團隊建設等方面,薛其坤同樣成績顯著。他的團隊中已有1人當選中國科學院院士、30余人次入選國家級人才策劃,共教養博士生、博士后120余名,為我國低維物理、量子材料領域創建了具有國際水準的人才隊伍。

山區里駛出的漁船,如今已成為馳騁在科學海洋里的巨艦,在潮頭浪尖領航。

【記者手記】薛其坤的幸福感

夏日的清華校園綠葉搖曳、光影交錯,寧靜中洋溢著青春的活力。

在李文正館古籍閱覽室,我見到了薛其坤院士一如既往的謙虛溫順,話語真誠。

國家的強盛,對一個科學家的事業來講是極度主要。他說,黨和國家給我們創新了這麼好的環境,讓我感到當中國科學家是最幸福的。

采訪中,薛其坤常常提到自己的幸福。他的合作同伴王亞愚教授也說:我覺得薛教師在哪兒都會很幸福。

這份幸福感從何而來?我覺得,由於他理解愛惜,也理解責任。

在沂蒙山區長大的薛其坤,過過苦日子。后來他考入山東大學,渡過了喜悅的大學生活,又在曲阜師專教書,發了工資就去買好吃的。陳說這些故事,他繪聲繪色。

在中國科學院物理所讀研,赴日本、美國吸取和工作,讓步入更高科學殿堂、接觸到更進步科學專業的薛其坤越來越熟悉到,這來之不易的幸福值得愛惜,更需要更加努力作出回報。

于是他每日花16個小時泡在實驗室里,盡可能多吸取知識、多掌握專業,只為心中愈發堅持的信念:多做點事,讓鄉親們過得更好,讓國人更有尊嚴,讓祖國更強運彩運動盛。

返國后,薛其坤乘上了國家快速發展的東風。在向科學前沿奮力攀登的同時,他也連續不斷將自己的幸福感傳遞給身邊的青年人。

在學生眼前,薛其坤平易近人,會把身段放得很低。他給學生們講自己數學測驗不合格、三次才考上研究生,將自己塑造成一個勤能補拙的案例,勉勵學生愛惜當下環境,勤奮努力吸取。

假如學生做實驗時不仔細,他則會令人生畏。曾有一名同學在實驗室里開小差,讓薛其坤大為動怒,他訓斥說:有這麼好的前提,不會合精力做實驗,不僅是糟蹋自己的時間,還是嚴重糟蹋科研資本。說到興奮處幾乎落淚。

量子異常霍爾效應研究贏得的勝利,讓薛其坤在幸福的同時更感欣慰:這個成績的產生,應該是對國家、人民長期強力支援我們的回報。

現在,薛其坤團隊還在連續不斷贏得新成績,繼續帶領著相關領域的國際學術進展。他的使命尚未告終,他的幸福也將繼續。

2024年度國家最高科學專業獎6月24日在京揭曉,李德仁院士、薛其坤院士獲得中國科技界高貴榮譽。

進入信息時代,芯片儼然成為處理信息的大腦。在指甲蓋大小的芯片里封裝數10億個晶體管,堪稱人類最復雜的壯舉之一。但是,當數據量指數性爆發,僅憑集成更多晶體管不再一招鮮,元器件的發燒疑問,成為限制算力提拔的瓶頸。而量子異常霍爾效應,則提供了實現超高功能電子器件的可能性。

在超海量數據時代,對信息的存儲和處理將會有極高要求,需要一種完全創造的算計機,實現雷同于超導、電阻等于零的無能耗輸運現象。凝結態物理學家、清華大學教授、中國科學院院士薛其坤說。

在材料中,電子的運動是高度無序的,電子和晶格振動、電子和雜質、電子和電子會連續不斷碰撞,產生電阻、發燒等功效。假如給薄膜材料外加一個強磁場,電子有可能當即規程起來,沿著界線不碰壁礙地運動,這種有趣的現象叫做量子霍爾效應。如果能找到一種特殊材料,既有自發磁化,電子態又具有拓撲結構,則有可能在不外加磁場的場合下產生量子霍爾效應,這便是量子異常霍爾效應。

長年來,量子異常霍爾效應如同一道傳說中的咒語,讓各國物理學家魂牽夢繞,卻沒人能證明它真實存在。

途經數年試探,薛其坤團隊通過分子束外延的設法,制備出世界上首個具有鐵磁性、絕緣以及有拓撲特性的新奇物理性質材料的薄膜,首次在實驗室破解了這道咒語。

進入沒有賽道的競技場

1980年月,國際量子材料和物態領域根基研究迎來爆發式發展,整數和分數目子霍爾效應等多項發明,開啟了拓撲量子物態這一新研究領域,并為發展低能耗電子器件指明白新的可能。

不過,量子霍爾效應的產生需要極度強的外加磁場,這對其研究和應用都帶來了極大難題。試想一下,假如運行一枚具有量子霍爾效應的芯片,需要配備一臺冰箱大小的強磁場發作器,誰能接納?

2024年諾貝爾物理學獎獲得者霍爾丹(F D M Haldane)于1988年提出,有可能存在不需要外加磁場的量子霍爾效應體系,但他的假設離實際材料體系相距甚遠。在此后20長年里,在真實材料中發明量子異常霍爾效應,一直是凝結態物理學的重大科學目標之一。

2024年拓撲絕緣體概念被提出,科學家以為,在拓撲絕緣體薄膜中引入鐵磁性,理論上有可能實現量子異常霍爾效應。但要在實驗中實現卻極為難題,由於異常霍爾效應的量子化,需要材料的性質同時知足三項極度苛刻的前提:一是材料的能帶結構必要具有拓撲特性,從而具有導電的一維邊緣態,即一維導電通道;二是材料內必要具有長程鐵磁序,從而無需借助外磁場而存在異常霍爾效應;三是材料體內必要為絕緣態,對導電沒有任何功勞,只有一維邊緣態介入導電。在實驗中,想實現以赴任何一點都很難,縱然在理論上,這三個前提能不能同時知足,也存在很大不確認性。因此,有人將這項環球實驗物理學家面臨的巨大挑戰,形容為沒有賽道的競技場。

從2024年起,薛其坤團隊利用分子束外延生長低溫強磁場掃描隧道顯微鏡角區分光電子能譜相結合的獨特專業手段,開始開展對拓撲絕緣體的研究。他們首次創建了Bi2Te3家屬拓撲絕緣體的分子束外延生長動力學,發展出嚴格管理材料組分的三溫度法,生長出國際上質量最高的拓撲絕緣體樣品,該想法后來成為國際上通用的拓撲絕緣體樣品制備想法。

隨后,他們首次利用角區分光電子能譜,mlb 運彩繪制出三維拓撲絕緣體在二維極限下的電子能帶結構演化,該項成績為基于拓撲絕緣體薄膜的大批后續工作打下了根基;他們利用低溫強磁場掃描隧道顯微鏡專業,揭示出拓撲絕緣體外觀態的拓撲保衛性和朗道量子化等獨特性質,在國際上產生了很大的學術陰礙。這一系列努力與成績,使我國在拓撲絕緣體領域研究中躋身國際領先行列。

有此根基,薛其坤將目光投向了量子異常霍爾效應。對于科學家來講,這是一個極度奇妙的物理現象,我們很但願把這個謎揭開,看看它究竟是不是存在。同時,在國家支援下,我們的相關實驗專業也到達了這個程度。他說,正是天時地利人和。

從2024年開始,薛其坤引領量子異常霍爾效應實驗團隊,進入了沒有賽道的競技場。

至今保留著那條短信

當年薛教師找到我和幾位教師,說國際上有理論預言,可以在磁性拓撲絕緣體中去尋找量子異常霍爾效應,并約請我們團體攻關來發明這個效應。清華大學物理系教授王亞愚回憶,自己那時當即被吸引了。

2024年,薛其坤團隊與來自清華大學、中國科學院物理所、美國斯坦福大學的合作者們,基于所獲得的高質量拓撲絕緣體薄膜,開始對量子異常霍爾效應進行實驗攻關。

攻關過程極為艱苦,面對學術、專業以及路線等眾多復雜的疑問。薛其坤介紹,制備厚度約5納米的薄膜并不難,難的是要在原子標準上管理摻雜的元素,更難的是要在電子層次上把結構、材料和物理性質之間的內在關聯懂得清楚,為下一個實驗尋找方位。

在連續不斷摸索中,研究團隊制備出組分、厚度均準確可控的三元拓撲絕緣體薄膜,實現通過薄膜化學組分比例和電場效應,調控拓撲外觀態的能帶結構和薄膜的載流子類型與濃度。他們通過在該薄膜中摻雜磁性Cr(鉻)原子,在此中創建了鐵磁序,以及垂直于薄膜面的易磁化軸。據統計,他們共制備了1000多個樣品,終極獲得的材料可以兼具鐵磁性、體絕緣性和拓撲性,是實現量子異常霍爾效應的夢想材料系統。每個樣品從生長到丈量,至少需要三四天時間。薛其坤說,大家把才幹發揮到了極致,他們付出的努力令人驚訝。

2024年頭,工作陷入瓶頸。所有需要的前提我們好像都已經實現了,可是得到的結局離終極的勝利還很迢遙。團隊成員、清華大學物理系教授何珂回憶說,那時大家都有一些絕望的情緒,無知道下一步該怎麼辦好。

薛其坤并不以為這是失敗。在實驗上,假如我們達不到目標,首要證明我們的學術判定不一定正確,這是一個提高學術才幹的時機。在試探中假如遭遇失敗,說明此路不通暢,把迷宮中不通暢的路找出來也是功勞。他說。

在他的勉勵和開導下,大家決意轉變思路,做減法,重新靜下心,逐一去除樣品中可能存在的各種疑問。

薛其坤的手機里,至今保存著一條2024年10月12日接收的短信。

那是一個周五。當晚值班的項目組成員常翠祖,看到了量子異常霍爾效應初步端倪,他趕快給薛其坤發了短信。那天我回家早一點,大約十點半,剛停下車就接收動靜。薛其坤對此影像猶新,那時極度興奮,也很欣慰。

起初決意做這項實驗的時候,實在我們有思想預備,或許我們努力之后發明量子異常霍爾效應并不存在。他說,終極我們在根基研究中實現了一個全新科學紀律的發明,對于科學家來講,這是一種莫大的幸福。

盡快應用到實際中去,是我們的努力方位

量子異常霍爾效應是新中國成立以來我國物理學家發明的主要科學效應之一,是中國物理學界對世界物理學發展作出的一項重大功勞。

這個成績的產生,應該是對國家、人民長期強力支援我們的回報。薛其坤表示。

此項成績發布后,產生了巨大的國際學術陰礙,得到了楊振寧等著名物理學家的高度評價。薛其坤于2024年、2024年兩次受邀在由諾貝爾基金會建議的諾貝爾論壇作特邀教導,還在國際分運彩 世足 玩法子束外延大會(2024年)、國際半導體物理大會(2024年)等相關領域最有陰礙力的國際會議上作大會特邀教導。2024年諾貝爾物理學獎授予了三位在拓撲相變和拓撲物質領域做出首創性功勞的理論物理學家,在該獎的科學底細介紹中,諾貝爾評獎委員會將量子異常霍爾效應的實驗發明作為拓撲物質典型性實驗進展之一進行了介紹。

該成績也推動了相關研究的快速發展。此后數年間,各國研究者通過對磁性拓撲絕緣體材料性質的改進,將量子異常霍爾效應的實現溫度從003K(開爾文,國際單位制中的溫度單位,以絕對零度作為算計出發點)提拔到1K以上。美、日、德等國的國家計量機構均開展了基于量子異常霍爾效應的電阻量子尺度研究,量子異常霍爾電阻的準確度已初步知足應用于電阻量子尺度的前提。量子異常霍爾效應還在超冷原子系統、內稟磁性拓撲絕緣體系統、轉角石墨烯、轉角過渡金屬硫化物系統中被觀察到。如今,量子異常霍爾效應相關研究已成為國際物理學發展最快的研究方位之一。

薛其坤團隊也在相關研究中連續不斷贏得新成績,繼續帶領著該方位的國際學術進展。他們和合作者在2024年首次發明一種內稟磁性拓撲絕緣體MnBi2Te4,這種材料具有條例擺列的磁性原子和巨大的磁能隙,有可能實現更高工作溫度的量子異常霍爾效應,從而使其能在電子器件中應用。這一發明開啟了國際上一個新的熱門研究方位,比年已有科學家基于該材料,在30K溫度觀察到磁場輔導下量子異常霍爾態存在的證據,進一步增大了基于此材料實現高溫量子異常霍爾效應的但願。

我們還要提高量子異常霍爾效應的觀測溫度,尋找更便宜的材料。使其盡快應用到實際中去,這是我們正在努力的方位。薛其坤說。

從漁船到巨艦

薛其坤曾自比為一艘從沂蒙山區駛出的漁船。

1980年,他離開老家山東省臨沂市蒙陰縣,考入山東大學光學系。他自我評價說,那時不算特別努力,中規中矩完工了學業。結業那年,他沒考上研究生,工作2年后又考,再次落榜。1987年,他考入中國科學院物理所,開始了研究生吸取。5年后,在導師陸華的協助下,他作為中日聯盟教養博士生,前去日本東北大學金屬材料研究所吸取。

在日本的吸取,給薛其坤帶來了兩大陰礙。一是使他養成了711工作習慣。他回憶說:在此時期,我第一次接觸到世界上最進步的實驗專業和國際開放的環境,這是極度主要的機緣,我很愛惜,因此每日早上7點到實驗室,晚上11點離開,以求用更長的工作時間盡可能掌握更多實驗專業。二是他逐步養成了極為嚴謹的實驗科學研究立場。

1994年,薛其坤返國完工答辯,在中國科學院物理所獲得博士學位,隨后繼續赴日本東北大學工作,并作為拜訪學者,在美國北卡萊羅納州立大學物理系做了一年的博士后。1999年,他正式返國,在中國科學院物理所擔任研究員。此時的他,心中多了一份信念。

在國外7年多時間,我看到了國家在科學研究上、國人在生活程度上,跟發達國家的巨大差距。他說,這種履歷引發了我想為國家多做點事的信念。我但願祖國在科技各個方面都變得強盛,但願中國人活得更幸福、更有尊嚴。

帶著這份信念,薛其坤投身于祖國科研事業,每日早上7點到實驗室,晚上11點離開。常有學生想跟他比比誰能更早到實驗室、離開得更晚,但沒人能像他那樣長年如一日地堅定。

薛其坤以為自己是幸運的。從在中國科學院物理所的5年時間,到2024年參加清華大學以后,國家經濟處在一個快速發展的期間,國家對大學的支援、對科學研究的支援、對人才的支援,也都是最好的期間。他說,我們就在國家快速發展的滾滾洪流下連續不斷成長。

如今,他已成為我國在量子科技領域的杰出戰略科學家。除了量子異常霍爾效應,他還引領團隊發明界面增強高溫超導,實現比年來高溫超導領域的主要突破,在國際上開辟了高溫超導的全新研究方位,成為革新開放40長年來我國根基研究走向世界的杰出典型之一。

在人才教養、團隊建設等方面,薛其坤同樣成績顯著。他的團隊中已有1人當選中國科學院院士、30余人次入選國家級人才策劃,共教養博士生、博士后120余名,為我國低維物理、量子材料領域創建了具有國際水準的人才隊伍。

山區里駛出的漁船,如今已成為馳騁在科學海洋里的巨艦,在潮頭浪尖領航。

【記者手記】薛其坤的幸福感

夏日的清華校園綠葉搖曳、光影交錯,寧靜中洋溢著青春的活力。

在李文正館古籍閱覽室,我見到了薛其坤院士一如既往的謙虛溫順,話語真誠。

國家的強盛,對一個科學家的事業來講是極度主要。他說,黨和國家給我們創新了這麼好的環境,讓我感到當中國科學家是最幸福的。

采訪中,薛其坤常常提到自己的幸福。他的合作同伴王亞愚教授也說:我覺得薛教師在哪兒都會很幸福。

這份幸福感從何而來?我覺得,由於他理解愛惜,也理解責任。

在沂蒙山區長大的薛其坤,過過苦日子。后來他考入山東大學,渡過了喜悅的大學生活,又在曲阜師專教書,發了工資就去買好吃的。陳說這些故事,他繪聲繪色。

在中國科學院物理所讀研,赴日本、美國吸取和工作,讓步入更高科學殿堂、接觸到更進步科學專業的薛其坤越來越熟悉到,這來之不易的幸福值得愛惜,更需要更加努力作出回報。

于是他每日花16個小時泡在實驗室里,盡可能多吸取知識、多掌握專業,只為心中愈發堅持的信念:多做點事,讓鄉親們過得更好,讓國人更有尊嚴,讓祖國更強盛。

返國后,薛其坤乘上了國家快速發展的東風。在向科學前沿奮力攀登的同時,他也連續不斷將自己的幸福感傳遞給身邊的青年人。

在學生眼前,薛其坤平易近人,會把身段放得很低。他給學生們講自己數學測驗不合格、三次才考上研究生,將自己塑造成一個勤能補拙的案例,勉勵學生愛惜當下環境,勤奮努力吸取。

假如學生做實驗時不仔細,他則會令人生畏。曾有一名同學在實驗室里開小差,讓薛其坤大為動怒,他訓斥說:有這麼好的前提,不會合精力做實驗,不僅是糟蹋自己的時間,還是嚴重糟蹋科研資本。說到興奮處幾乎落淚。

量子異常霍爾效應研究贏得的勝利,讓薛其坤在幸福的同時更感欣慰:這個成績的產生,應該是對國家、人民長期強力支援我們的回報。

現在,薛其坤團隊還在連續不斷贏得新成績,繼續帶領著相關領域的國際學術進展。他的使命尚未告終,他的幸福也將繼續。