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笃志科研 匠心筑梦
铁电与金属
这对看似性格迥异的元素
竟然能够碰撞出耀眼的火花！
由三峡大学数理学院
湖北省弱磁探测工程技术中心
杨柳博士
（第一作者）
与北京理工大学姚裕贵教授团队
华中科技大学吴梦昊教授团队
合作完成的最新成果已被发表于
国际物理学顶尖期刊
《物理评论快报》
并入选为编辑推荐文章
为科学界带来了新的启示和希望！
杨柳，1993年10月出生，2024年博士毕业于华中科技大学物理学院物理学专业，现为我校数理学院和湖北省弱磁探测工程技术研究中心青年教师。在读研期间，杨柳展现出了出色的专业素养和科研能力，曾获得博士国家奖学金、华中科技大学三好研究生等荣誉。研究方向主要是利用多尺度计算材料模拟方法如第一性原理计算、分子动力学、深度学习驱动材料计算方法等在理论上设计具有新奇物性和应用前景功能材料。已经以一作身份在国际一流学术杂志发表论文多篇， 包括Phys. Rev. Lett.（ 2篇），Adv. Funct. Mater. ， Phys. Rev. B 等。
杨柳博士此次在国际物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）在线发表的题为“Two-dimensional Topological Ferroelectric Metal with Giant Shift Current”（具有巨大位移电流响应的二维拓扑铁电金属）的最新研究成果，得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的资助。
探索未知的铁电金属世界
“我们从理论上预言了一种铁电金属材料体系，这种材料同时具有金属性和铁电性，这在传统观念中是互斥的。”杨柳博士如是说。铁电金属的概念最早由安德森和布朗特于1965年在《物理评论快报》上发表的论文中提出。此后，相关的实验和理论研究不断涌现，逐渐成为研究的热点。杨柳博士及其合作团队从理论上预言了单层PtBi2是本征二维拓扑铁电金属的理想候选者，使难以兼容的金属性和铁电性有望在二维单层金属中实现完美共存。
此外，铁电性、金属性和拓扑特性相互交织，使二维拓扑铁电金属可展现更多新奇的物性，他们的计算结果表明，单层PtBi2拥有巨大的铁电体光伏效应，这一优异特性也为发展高效光电器件提供了新的载体，为光电探测器和太阳能电池等领域的应用提供了广阔的研究空间。这项成果不仅在学术界引起了广泛关注，也标志着我校在物理学领域的国际影响力得到了显著提升。
杨柳博士在谈到自己的研究之路时说：“我从小就对物理感兴趣，初中和高中时都是物理课代表，物理世界的简单和优美吸引了我，但随着深入学习，我发现物理并非想象中的那么简单，它包含了更复杂的规律，这让我更加着迷，凝聚态物理先驱菲利普·安德森认为“more is different”，物理世界不是单纯的还原论，在不同的尺度上物理规律会涌现出新的复杂性。”他从未因为困难而放弃物理研究，而是对物理始终保持热爱。在他的求学和研究道路中，张益唐教授和薛其坤院士的经历给予他很多力量，他们所面临的苦难和挫折比我们更多，却始终能够保持初心，保持对自己研究领域的热爱。
“水至此而夷，山至此而陵，人至此而喜。”杨柳博士认为，无论是在生活中还是在科研中都要保持“至喜”的心境。宜昌“至喜长江大桥”来源于欧阳修散文《峡州至喜亭记》，该文描述了古代行船人经过三峡的险滩后到达西陵峡口时的释然和庆祝，还有时任官员即使被贬谪也能够不以物喜，不以己悲，在这有限的天地里能够有所作为。这让杨柳博士深受启发，即使身处逆境也需要保持乐观的心态，同时也要不断去突破人生的峡口。
兼顾师者和学者的双重身份
杨柳博士在讨论教学时特别强调了费曼技巧的重要性。“费曼技巧告诉我们，真正掌握一个概念的秘诀在于能够清晰地教授给他人，尤其是那些非专业人士。”如果能够用简单易懂的方式解释复杂的概念，这不仅显示了对内容的深刻理解，而且在教学过程中可能会激发对物理定律的新见解，进而推动科研工作的发展。
杨柳博士始终坚持这样的信条，认为作为一名大学老师，科研与教学同等重要，需要兼顾师者和学者的双重角色。他分享道：“我们作为教师，首先要做的是帮助学生培养良好的研究习惯和方法。”他认为教师不仅要传道授业更要解惑。引导学生发现问题、解决问题，通过合作与引导，让学生在学术探索中找到自己的方向。
“教师需要耐心并且要愿意投入时间去教学生”，他作为班主任，总是尝试从学生的角度出发，分享自己的经历，希望对学生的未来选择有所帮助。
回顾自己的学生时代，杨柳博士感慨地说“我的学生时代非常丰富”，本科毕业后，杨柳博士在华中科技大学攻读硕士，之后成为又考取选调生服务基层，参与精准扶贫等工作，在工作一年半之后，他发现自己更喜欢静下来做研究，尽管工作繁忙，他还是利用晚上的时间准备考博，回到学术界继续深造。他希望自己的学生在大一时就能明确目标，找到自己的兴趣所在，无论是科研深造还是工作，都能找到适合自己的道路。
跑步与羽毛球的平衡艺术
杨柳博士不仅是一位优秀的科研工作者和教育者，同时也是一位热爱运动的人，尤其对跑步和羽毛球情有独钟。
跑步对他而言，不仅仅是一种身体锻炼更是一种思维的激发。“跑步时，我的思维特别活跃，有时候科研中的问题也能在跑步时豁然开朗。”在攻读博士学位期间，他就经常参与学校组织的跑步活动，今年更是参加了宜昌的马拉松比赛，他认为跑步能够锻炼一个人的毅力。“我是属于慢跑型的选手，可能有一部分人属于天赋型选手，但更多的人还是靠坚持。只要你能够一直跟着，不要被落下太远，总会到达属于你的终点。”无论是在运动还是在科研中，只要坚持不懈，总会取得自己的成果。
打羽毛球则让杨柳博士结识了更多不同领域的朋友。他坦言，做研究时往往会越来越专注于自己的小领域，但随着学科的不断交叉融合，与不同研究方向、不同学科背景的人交流变得尤为重要，这种跨学科的交流常常能带来新的科研灵感。他分享了自己的经历，“我研究的是二维铁电，更侧重铁电性质，也是在跟别人的交流中得知如果体系有拓扑性质的话可能会导致比较强的光学响应，他们主要研究拓扑物性，双方合作才有如今的成果。”杨柳博士总结道，通过这些运动和交流，杨柳博士不仅保持了健康的体魄，也拓宽了视野，为科研工作注入了新的活力。
每一次突破
都是对科学精神的最好诠释
杨柳博士用行动证明了
只有不断探索
才能在科学的海洋中
乘风破浪 勇往直前
加油!
三峡大学科技人！
来源：科发院 数理学院
文字：肖建平
编辑：肖建平
责任编辑：肖金克
终审：杨叶
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