特报独家 | 南科大校长、中国科学院院士薛其坤摘得巴克利奖
​深圳特区报首席记者 焦子宇
2023-10-24 17:15
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10月23日,美国物理学会发布了2024年的巴克利奖获奖名单,南方科技大学校长、清华大学教授、中国科学院院士薛其坤位列其中。这是该奖自1953年授奖以来首次颁发给中国国籍物理学家。

巴克利奖被公认为是国际凝聚态物理领域的最高奖,旨在表彰在凝聚态物理领域作出卓越贡献的科学家。薛其坤和美国哈佛大学教授Ashvin Vishwanath共同凭借“对具有拓扑能带结构的材料的集体电子性质的开创性理论和实验研究”获此殊荣。巴克利奖的授予,是国际物理学界对薛其坤及其研究团队多年来在拓扑绝缘体及量子反常霍尔效应相关领域持续深耕、锐意创新,并取得不凡成果的进一步高度认可。薛其坤在采访中表示,获得此奖出乎他的意料。“这个奖是世界凝聚态物理的最高奖,作为一名中国科学家获此奖项,我感到十分意外。”

科学攻关获国际认可

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,是无数研究者奋力追寻而不得的科学目标。

2009年起,薛其坤联合来自清华大学物理系、中国科学院物理研究所、美国斯坦福大学等多个研究组,从拓扑绝缘体研究方向尝试攀登这座科学高峰。2012年底,在克服一道道难关后,薛其坤和团队首次在实验中成功独立观测到量子反常霍尔效应。这一成绩被视为全球基础研究领域的重要科学发现,是世界物理学界最为重要的实验进展之一,为后续国际凝聚态物理研究引领了新的方向。2013年5月,该成果在美国《科学》杂志发表。审稿人予以高度评价,称之为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。

量子反常霍尔效应的实验发现的最终测量样品和数据

据了解,在应用领域,量子反常霍尔效应及其无耗散边缘态,将可能在未来被用于发展新一代的低能耗电子学器件,解决一系列瓶颈问题。

带领团队挑战更多难题

过去十年,薛其坤和研究团队对拓扑量子物理的探索从未停止。他们不断尝试提高观测温度、积极寻找新材料并取得了重要进展。据悉,未来,团队将推动实验成果进入应用领域作为目标,力求助力国家信息技术革新。

在南科大的界面物理实验室,薛其坤正在解答学生提出的研究难题。采访中,薛其坤向记者透露,接下来的研究计划有两个方向,其一是继续将拓扑绝缘体及量子反常霍尔效应研究推向一个新的高度。“推动量子反常霍尔效应的观察从极低温度向更高温度迈进,在液氮温区实现量子反常霍尔效应。”薛其坤说,“在基于量子反常霍尔效应和拓扑绝缘体的研究中,我们会看到包括拓扑超导等一系列新奇的物理现象。基于此,我们能在室温的环境、室温的条件下,制造出新电子器件,从而将这一重大科学发现应用于实际。”

团队另一个研究方向是对高温超导机理的研究。

几十年来,超导和高温超导领域受到数代物理学家的持续关注。2012年,薛其坤带领清华大学物理系研究团队发现了单层铁硒与钛酸锶衬底结合而衍生出的界面高温超导。这一发现挑战了主流共识。

“未来,我们计划做的是,对高温超导机理的研究,从而更新凝聚态物理基础理论,寻找新的高温超导材料。为此,我们在南科大搭建了新平台,组建了新团队,成员也正在进行方案设计、仪器打造、平台建设等方面的攻关。我们希望发挥清华大学和南科大两所学校团队攻坚的力量,争取早日做出重要的成果。届时,不仅能产生世界级的科学技术,还能对经济发展起到极大推动作用。”薛其坤说。

鼓励青年追求科学探究奥秘

近年来,薛其坤已获国家自然科学一等奖1项,获国家自然科学二等奖2项,获第三世界科学院物理奖、陈嘉庚科学奖、求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖、未来科学大奖-物质科学奖、(首届)全国创新争先奖章、菲列兹·伦敦纪念奖等奖励。

面对众多含金量极高的荣誉,薛其坤平淡地表示:“这些成果的取得,得益于改革开放以来国家科技实力的持续壮大和基础科学研究的长期深厚积累。因此,这些荣誉属于团队当中的每一位研究者,更属于国家。”薛其坤坚信,我国会有越来越多引领国际发展的科学发现和成果涌现。他表示,自己将带领南方科技大学、清华大学团队继续在拓扑量子物理、高温超导领域深入开拓,挑战世界性科学难题,推动中国基础科学研究朝世界前沿不断迈进。

“探索科学和自然奥秘本身就是一个振奋的事情,希望更多年轻人、青少年,能秉承追求科学、探究奥秘的理念,学好知识,为人类科学进步作出贡献。”薛其坤说。

科学探索永无止境。他认为,加强基础领域及应用领域的探索,不仅会提高高校研究水平,人才培养质量,其成果也会惠及到企业和工业技术转化上,推动深圳高科技企业发展,推动更多原创技术的实现,让高质量发展为国家作出贡献。

(南科大供图)

见习编辑 孔盼成 审读 韩绍俊 二审 许家宜 三审 张露锋

(作者:​深圳特区报首席记者 焦子宇)
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