首次觀(guān)測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng)、首次發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)界面高溫超導(dǎo)電性……他用一個(gè)個(gè)重量級(jí)科學(xué)發(fā)現(xiàn),助力我國(guó)量子科學(xué)研究躋身世界第一梯隊(duì)。
6月24日,中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授薛其坤站上了2023年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。
一路奮進(jìn),他始終把服務(wù)國(guó)家作為最高追求?!耙獮閲?guó)家的強(qiáng)大做點(diǎn)貢獻(xiàn)!”年過(guò)花甲,他樸素的話(huà)語(yǔ)依然擲地有聲。
薛其坤肖像 新華社記者 金立旺 攝
搶抓機(jī)遇 “力爭(zhēng)取得引領(lǐng)性的原創(chuàng)成果”
清華大學(xué),薛其坤團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室仿佛一個(gè)科幻世界,復(fù)雜的管線(xiàn)連接著一臺(tái)臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀器,組成一套超高真空互聯(lián)系統(tǒng)。這個(gè)量子材料精密制備和調(diào)控平臺(tái),是探索量子世界的“實(shí)驗(yàn)利器”。
量子科技是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域。量子反常霍爾效應(yīng),被認(rèn)為是量子霍爾效應(yīng)家族最后一個(gè)重要成員,是探索更多量子奧秘的重要窗口,同時(shí)推動(dòng)新一代低能耗電子學(xué)器件領(lǐng)域的發(fā)展。
在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)測(cè)到量子反?;魻栃?yīng)是多國(guó)科學(xué)家競(jìng)逐的目標(biāo)。然而,量子反?;魻栃?yīng)觀(guān)測(cè)難度極大,自1988年被理論預(yù)言之后的20多年里,國(guó)際物理學(xué)界沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。
“做基礎(chǔ)研究,要把握世界科學(xué)前沿的主流發(fā)展方向。當(dāng)重大科研機(jī)遇出現(xiàn)時(shí),我們一定要抓住機(jī)遇,力爭(zhēng)取得引領(lǐng)性的原創(chuàng)成果,助力國(guó)家科技水平不斷提升?!睂?duì)薛其坤而言,量子反常霍爾效應(yīng)就是這樣一個(gè)重大科研機(jī)遇。
“誰(shuí)率先取得突破,誰(shuí)就將在后續(xù)的研究和應(yīng)用中占得先機(jī)!”薛其坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)分秒必爭(zhēng),歷經(jīng)4年時(shí)間,先后制備測(cè)量1000多個(gè)樣品,破解一系列科學(xué)難題。終于在2012年底,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中觀(guān)測(cè)到量子反?;魻栃?yīng)。
6月13日,薛其坤在清華大學(xué)的辦公室里。新華社發(fā)(李派 攝)
世界首次!這項(xiàng)成果在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表后,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧說(shuō):“這是從中國(guó)實(shí)驗(yàn)室里,第一次發(fā)表出了諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的物理學(xué)論文!”
薛其坤和團(tuán)隊(duì)抓住的另一個(gè)重大科學(xué)機(jī)遇是高溫超導(dǎo)。超導(dǎo)是一個(gè)典型的宏觀(guān)量子現(xiàn)象,因巨大的應(yīng)用潛力而備受關(guān)注。尋找更多高溫超導(dǎo)材料是科學(xué)界孜孜以求的目標(biāo)。
經(jīng)過(guò)多年努力,2012年,薛其坤和團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了界面增強(qiáng)的高溫超導(dǎo)電性,這是1986年銅氧化物高溫超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)以來(lái),常壓下超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度最高的超導(dǎo)體,同時(shí)也為探究高溫超導(dǎo)機(jī)理開(kāi)辟了全新途徑。
科學(xué)報(bào)國(guó) “要為國(guó)家的強(qiáng)大做點(diǎn)貢獻(xiàn)”
“我們趕上了科學(xué)研究的黃金時(shí)代。現(xiàn)在,國(guó)家給我們創(chuàng)造了這么好的科研條件,我們應(yīng)該倍加珍惜,力爭(zhēng)取得更多‘從0到1’的突破?!毖ζ淅さ拇蟛糠謺r(shí)間,都在辦公室或?qū)嶒?yàn)室里。
1992年起,他先后赴日本、美國(guó)學(xué)習(xí)和工作。在國(guó)外的8年里,“戀家”的他時(shí)刻沒(méi)有忘記祖國(guó)。親身感受到當(dāng)時(shí)祖國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,他暗下決心,“要為國(guó)家的強(qiáng)大做點(diǎn)貢獻(xiàn)!”
為盡可能多地學(xué)習(xí)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù),他幾乎每天早上7點(diǎn)就來(lái)到實(shí)驗(yàn)室,夜里11點(diǎn)才離開(kāi)。這種習(xí)慣在他回國(guó)后一直保持至今。
為了提升掃描隧道顯微鏡的觀(guān)測(cè)效果,他曾親手制作1000多個(gè)掃描探針針尖;為了趕實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,他曾深夜出差回來(lái)就直接趕往實(shí)驗(yàn)室。
薛其坤在清華大學(xué)與研究團(tuán)隊(duì)的學(xué)生交流(2017年10月17日攝)。新華社發(fā)
發(fā)現(xiàn)量子反?;魻栃?yīng)和異質(zhì)結(jié)界面高溫超導(dǎo)電性后,榮譽(yù)、獎(jiǎng)項(xiàng)接踵而至。薛其坤淡淡一笑:“成果的取得,得益于我國(guó)科技實(shí)力的持續(xù)壯大和基礎(chǔ)研究的長(zhǎng)期深厚積累。榮譽(yù)屬于團(tuán)隊(duì)中的每一位研究者,更屬于國(guó)家?!?/p>
如今,薛其坤仍?shī)^戰(zhàn)在科研第一線(xiàn),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為解決高溫超導(dǎo)機(jī)理、高溫量子反常霍爾效應(yīng)和拓?fù)淞孔游飸B(tài)的應(yīng)用、拓?fù)淞孔佑?jì)算的實(shí)現(xiàn)等前沿科學(xué)問(wèn)題持續(xù)攻關(guān)。
“遨游在世界科學(xué)的海洋,我始終是一艘從沂蒙山區(qū)駛出的小船?!彼l(xiāng)音未改,初心依舊。
獎(jiǎng)掖后學(xué) “要敢于挑戰(zhàn)重大科學(xué)難題”
“一談科研眼睛就放光”。在同事眼中,薛其坤“非常聰明”“物理直覺(jué)非常好”。但他時(shí)常勉勵(lì)年輕人,想在科學(xué)研究上取得成就,就要靠1%的天賦加99%的努力。
薛其坤在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展科研攻關(guān)的同時(shí),也十分注重人才培養(yǎng)。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)遇到瓶頸,他熱情洋溢地給團(tuán)隊(duì)鼓勁打氣,和團(tuán)隊(duì)一起尋找解決途徑;各類(lèi)學(xué)術(shù)交流中,他總能敏銳捕捉到有價(jià)值的研究方向,鼓勵(lì)年輕人大膽探索。
“要有學(xué)術(shù)自信”“要敢于挑戰(zhàn)重大科學(xué)難題”。他對(duì)科研的激情深深感染著身邊的人,鼓舞著青年人才。
如今,薛其坤的團(tuán)隊(duì)成員和學(xué)生中,已有1人當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士,30余人次入選國(guó)家級(jí)人才計(jì)劃。
“在量子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,無(wú)論研究水平,還是人才質(zhì)量,中國(guó)都達(dá)到了國(guó)際一流水平?!闭雇磥?lái),薛其坤充滿(mǎn)信心:“中國(guó)必將在全球新一輪信息技術(shù)革命中貢獻(xiàn)重要力量。”
策劃:陳芳
記者:張泉、顧天成
編輯:劉媛媛