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薛其坤:凝聚态物理领域的探索者

2024-08-24刘宇涵

知识就是力量 2024年8期
关键词:凝聚态霍尔中国科学院

"薛其坤,清华大学教授,中国科学院院士、南方科技大学校长、实验物理学家、2023年度国家最高科学技术奖获得者。1963年生,山东蒙阴人。1984年在山东大学获得学士学位,1994年在中国科学院物理研究所获得博士学位。先后在中国科学院物理研究所、清华大学、南方科技大学工作。他率领团队首先实验观测到量子反常霍尔效应,在国际上产生重大学术影响;在异质结体系中发现界面增强的高温超导电性,开启了国际高温领域的全新研究方向。

求学路铸坚韧品格

薛其坤曾多次对自己总结:“我是一个农村娃,不怕吃苦,不怕挫折,特别皮实,”但看似天才的薛其坤,走上科研之路也并非一帆风顺。

1963年,薛其坤出生于山东省蒙阴县的一个山村。1987年,考入中国科学院物理研究所学习凝聚态物理。1992年起,薛其坤先后赴日本、美国学习和工作,期间,薛其坤每周工作6天,早上7点进入实验室工作,晚上11点才离开。这样高强度的工作模式虽然艰辛,却也让他在短时间内迅速成长为一名优秀的科研工作者,这样的工作模式他沿用至今。

薛其坤在实验室指导学生

追求极致 发现量子反常霍尔效应

量子反常霍尔效应,是凝聚态物理中的一个重要量子效应,长期以来,使其“现身”并实现实验观测的难度极大。

从1988年开始,尽管物理学家们提出了众多设想,但实验上的停滞不前让量子反常霍尔效应的研究一度陷入困境。

正是在这样的背景下,薛其坤带领团队迎难而上。2012年底,薛其坤和团队在实验中首次观测到了量子反常霍尔效应。

这是世界物理学界近些年来最重要的实验进展之一,不仅在国际上产生了巨大学术影响,引领了国际学术方向,更为信息技术的未来发展提供了新的思路和可能。

2023年10月,凭借拓扑绝缘体研究和在拓扑绝缘体中发现量子反常霍尔效应的创新突破,薛其坤荣获国际凝聚态物理领域的最高奖——巴克利奖。

除此之外,薛其坤还发现了异质结界面高温超导,为解决高温超导机理开辟了全新的途径。

培育人才 助力科技强国

如今,担任南方科技大学校长的薛其坤仍奋战在科研第一线,率领团队为解决高温超导机理问题、高温量子反常霍尔效应和拓扑量子物态的应用、拓扑量子计算的实现等重大科学问题继续努力奋斗。

在人才培养方面,薛其坤同样成就显著。他的团队成员和学生中,已有1人当选中国科学院院士,30余人次入选国家级人才计划,共培养了博士生、博士后研究人员120余名。

“我们赶上了科学研究的黄金时代。现在,国家给我们创造了这么好的科研条件,我们应该倍加珍惜,力争取得更多‘从0到1’的突破。”薛其坤说。作为一名科学家,他始终将服务国家、推动科技进步作为自己的使命和责任。

薛其坤在实验室指导学生

知识链接

什么是量子反常霍尔效应

简单来说,量子反常霍尔效应可改变电子的运动轨迹,使其像在高速公路上行驶的汽车一样有序,减少了中间阻碍,降低了电子运动中的能量损耗。这一发现经转化应用,给我们带来的最直接影响就是有可能解决手机或电脑发热、耗电快、运行慢等问题。

(责任编辑 / 王佳璇" 美术编辑 /胡美岩)

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