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[视频]【领航科技 创新中国】薛其坤:做科学真相的“侦探家”

来源:CCTV新闻联播 2015-5-31

  今天的《领航科技 创新中国》系列报道,我们带您认识一位物理学家——中国科学院院士薛其坤。他带领的团队在实验中首次观测到“量子反常霍尔效应”,这项重大基础物理学成果,被认为“很可能引发一次信息技术革命”。而他常对学生说,“人的能力虽然有限,但努力可以无穷”。

  2013年4月10日,我国科学家在北京宣布,首次从实验中观测到“量子反常霍尔效应”,这被诺贝尔物理奖获得者杨振宁,称为是“诺贝尔奖级别”的科研成果。

  清华大学教授 诺贝尔物理奖获得者 杨振宁:这一次的成功,是从中国的实验室里头,所发表的第一次,诺贝尔奖级的物理学论文。

  这一科研团队的领头人就是薛其坤,他是国际著名的实验物理学家。他要解决的难题,是电子在导体中的运动,没有明确的方向和轨迹,在流动中的碰撞还会使导体发热、产生能量损耗。

  1980年,德国物理学家发现了“量子霍尔效应”,在强磁场下可以让电子有规律地运动,不损耗能量。但物理学家认为,还应该存在“量子反常霍尔效应”,就是不需要强磁场,也能使电子运动没有能量损耗。

  为此,世界多国的顶尖科学家,都在苦苦寻找。为了率先实现突破,薛其坤在实验室也是“蛮拼的”。一星期6个工作日,每天的科研都从早7点进行到晚11点,大家用这给薛其坤起了外号,叫“seven-eleven教授”。

  中国科学院院士 清华大学教授 薛其坤:就好像你读一个侦探小说的时候,你今天晚上即使不睡觉,你也想把它读完。做科学研究实际上是个不断地去揭示一个谜语,就是想把这个(侦探)小说看完,想知道最后这个案件的真相是什么。

  通往“真相”的路,得自己寻找。这个亮晶晶的小薄片,上面有一层肉眼看不见的薄膜,这是由原子一层一层铺上去的,只有五纳米厚,相当于一根头发丝的十万分之一。每制作一个,都极其困难。但从2008年开始,薛其坤和团队制作了上千个这样的材料进行实验。

  中国科学院院士 清华大学教授 薛其坤:往往即使一个同样的实验做若干次,你才能把这个实验最终的结果才能确定下来,就是实验做到极致。

  经过4年攻关,薛其坤率领团队终于找到一种叫做“磁性拓扑绝缘体薄膜”的特殊材料,并在对它的实验中观测到“量子反常霍尔效应”。

  中国科学院院士 清华大学教授 薛其坤:处在这种量子反常霍尔态的这些电子,就像在高速公路上运动的汽车一样,它是按照一定的规则进行运动的,意味着电子在传输的过程中,会减少碰撞和减少发热。

  薛其坤的这一发现,可在未来电子器件中发挥特殊作用,比如研制出低能耗的高速电子器件与芯片等。

  中国科学院物理研究所教授 戴希:以后我们的电脑可以变得更快,可能是不会发热,也可以做得更小,这个手机的储存现在是几个G,以后可以到几个T。

  这项突破,被认为是“很可能引发一次信息技术革命”的发现。虽然已遥遥领先,但薛其坤没有停步。因为以前,试验要在零下270℃的条件下才能进行;现在,薛其坤要寻找到在常温下,就能实现量子反常霍尔效应的材料,加快它应用的步伐。

  中国科学院院士 清华大学教授 薛其坤:(有一个)比较认为是自己的座右铭吧,一个人的能力是有限的,但是努力可以是无限的,我就觉得还是要勤奋。国家有非常好的这种创新、发展这种氛围,所以为你个人美好生活实现的同时,也为国家、为人类的发展做出贡献。

  视频地址:http://news.cntv.cn/2015/05/31/VIDE1433070898172699.shtml

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2015-06-01 16:01:54]
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