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清华教授薛其坤
获2024巴克利奖
24日,美国物理学会宣布,中国科学院院士、清华大学教授、南方科技大学校长薛其坤获得本年度的巴克利奖。这是该奖自1953年设立以来首次颁发给中国籍物理学家。
70年来首位中国籍
北京时间2023年10月24日,美国物理学会宣布薛其坤获得2024年度的巴克利奖(2024 Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize)。
薛其坤是国际著名实验物理学家,主要研究方向为扫描隧道显微学、分子束外延、拓扑绝缘量子态和高温超导电性等。他在41岁时成为当时中国科学院最年轻的院士之一;在2020年11月就任南方科技大学校长,曾任清华大学副校长。
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”获奖。
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,薛其坤成为巴克利奖授奖70年来首位中国籍的获奖者。这一中国科学家在实验上独立观测到的重要物理现象,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。
不断探索,创里程碑
巴克利奖的授予,是国际物理学界对薛其坤和他所率领的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不断探索、锐意创新,并做出杰出贡献的进一步高度认可。
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,如何使其出现以及如何进行实验观测成为无数物理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、美国斯坦福大学的多个研究组,组成攻关团队,一起从拓扑绝缘体研究方向尝试攀登这座科学高峰。
薛其坤与研究团队部分成员
2012年底,在克服了一道又一道难关后,薛其坤和团队终于成功地在实验上观测到了量子反常霍尔效应,成为“世界首次”!
该成果于2013年3月在美国《科学》(Science)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”。
量子霍尔效应具有广阔的应用前景,可以用于制备低能耗的电子器件。例如,如果把量子霍尔效应引入计算机芯片,将会克服电脑的发热和能量耗散等问题。然而,由于普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场(通常需要的磁场强度是地磁场的几万甚至几十万倍),应用起来非常昂贵和困难。如果能在实验上实现零磁场中的量子霍尔效应,我们就有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件。薛其坤团队的研究成果有望使这一期待变成现实。
过去十年间,薛其坤和研究团队对物质世界的探索从未停止,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,同时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。
“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。这一荣誉,属于团队当中的每一位研究者,更属于国家。”薛其坤院士相信,在未来,中国的基础研究将有更多的具有重大突破意义的成果涌现。我们国家的科学研究也将以习近平总书记提出的“打造人类命运共同体”的理念为指引,为人类社会的发展、为人类的科学进步作出贡献。
自强不息,逐梦前行
薛其坤曾多次分享自己的求学和科研经历。中国科学报的一篇文章提到,1984年,薛其坤参加研究生考试,结果高等数学考了39分。
作为一个“有志于成为科学家”的青年,他利用两年时间复习,于1986年再次参加考研,结果普通物理考了39分。直到1987年,才终于考上了研究生。
据清华大学介绍,薛其坤有过很多“称号”。他曾在接受媒体采访时谦逊地自比为“一艘从沂蒙山区驶出的小船”,也曾因从早上7点开始即在实验室埋首工作,晚上11点方才离开而被称为“7-11先生”。
如今,薛其坤身兼科学研究、人才培养、行政事务等多项职务,一天的工作时间要比昔日的“7-11”更长。
他勉励自己,也呼吁全体中国科学家,要始终面向国家重大需求,以基础研究助力技术革命和产业更新、推动社会进步和人民幸福;要始终面向世界科技前沿,以不懈努力为世界科学发展贡献中国智慧,在国际顶级的学术舞台上奏响属于中国人的科学强音!
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编辑 | 郑倩
审核 | Dawn
图片及文本来源
澎湃新闻、清华大学、中国青年报等
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