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薛其坤:物理前沿带头人

来源:人民日报海外版 2014-11-20 陈晨

  在物理学上,有很多亟待解决的问题,等待着人们揭开它们的面纱。有很多科学家废寝忘食地奋斗在科研第一线。清华大学薛其坤教授就是其中的一员。在今年的两院院士大会上,习近平总书记在介绍我国在基础前沿领域国际领先的代表性工作时提到了薛其坤团队的科研成果。

通力合作,获得诺贝尔级别发现

  诺贝尔物理学奖得主杨振宁教授曾高度评价薛其坤团队发现的量子反常霍尔效应是诺贝尔物理学奖级别的成果。量子反常霍尔效应是什么?这得和霍尔效应区别开来。我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有规律、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。但是普通量子霍尔效应的产生无法被广泛应用,因为它需要非常强的磁场,成本非常昂贵,比较困难。量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场,可以把器件做得非常小。这样它可以用到我们日常生活的手机、电脑等电子器件中。

  薛其坤带领研究团队忘我工作,合力攻关,经过4年多1000多个样品的系统研究,2013年,从实验上实现量子反常霍尔效应,在反常霍尔效应被发现130多年后首次实现了其量子化。这是世界基础物理研究领域的一项重要科学发现。

开拓方向,引领国际学术方向

  牛顿说过:“如果我比别人看得远,那是因为我站在巨人的肩膀上。”每个学术上的新发现都基于人类知识积累。这些发现赋予其领域一个新的意义,引领一种新方向。薛其坤在物理学领域开疆拓土便是如此。

  他带领他的团队首次把分子束外延技术拓展到铁基超导材料的制备中,解决了材料制备的一个重要难题。在此基础上,他们还发现一类全新的低维高温超导体系——单层FeSe薄膜,其超导转变温度有超过77K的迹象。如果最后得到证实,这将是自1986年发现铜酸盐陶瓷高温超导材料(1987年诺贝尔物理奖)以后第一个转变温度超过77K的高温超导体系。这将是整个物理学领域的一个重大突破。薛其坤带领研究团队,从2008年到2013年,通过连续5年的研究,成功制备出了高质量的保护膜,观测到单层FeSe薄膜的零电阻和抗磁性现象。单层FeSe薄膜超导电性的研究导致界面超导研究成为高温超导领域一个全新的研究热点,引领了国际学术方向。

坚定信念,做到“百人”带“千人”

  1998年,薛其坤入选中科院“百人计划”,次年自日本归国,2005年进入清华。从清华原子分子纳米科学教育部重点实验室到2011年低维量子物理国家重点实验室(清华大学第一个理科方面的国家重点实验室)的建立,再到2013年,薛其坤带领的研究团队从实验中实现量子反常霍尔效应,这些年,薛其坤一直坚持自己的研究方向。他的研究成果先后两次被评为中国科学十大进展、3次入选中国高校十大科技进展。他本人于2004年和2011年两度获得国家自然科学二等奖,于2011年获得“求是”杰出科技成就集体奖,于2012年获得陈嘉庚数理科学奖。他还获得了2010年的发展中国家科学院物理奖,该奖是我国物理学家在国际上获得的最高荣誉之一。

  在人才的培养上,薛其坤带领的研究团队中,先后有贾金锋、孟庆波等数名成员获得了国家杰出青年基金,贾金锋和陈曦入选“教育部长江计划”特聘教授。他培养的4名博士生(王健、李绍春、蔡伟伟、付英双)入选了中组部“青年千人计划”和“青年拔尖人才计划”。还有多名学生毕业后在国内外高校从事研究工作。

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2014-11-20 16:48:54]
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