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70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

作者:光明網

中原標準時間2023年10月24日

美國實體學會

(American Physical Society)宣布

中國科學院院士、清華大學教授

南方科技大學校長薛其坤

獲得本年度的巴克利獎

(2024 Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize)

這是該獎自1953年設立以來

首次頒發給中國籍實體學家

70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

巴克利獎被公認為是國際凝聚态實體領域的最高獎,旨在表彰在凝聚态實體領域作出卓越貢獻的科學家。

薛其坤和美國哈佛大學教授AshvinVishwanath共同憑借“對具有拓撲能帶結構的材料的集體電子性質的開創性理論和實驗研究(groundbreaking theoretical and experimental studies on the collective electronic properties of materials that reflect topological aspects of their band structure)”獲獎。

憑借拓撲絕緣體研究和在拓撲絕緣體中發現量子反常霍爾效應的創新突破,薛其坤成為巴克利獎設立70年以來首位中國籍的獲獎者。

70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

攀更高峰 創“裡程碑”

巴克利獎的授予,是國際實體學界對薛其坤和他所率領的研究團隊多年來在拓撲絕緣體及量子反常霍爾效應相關領域持續深耕、銳意創新,并取得不凡成果的進一步高度認可。

中國基礎科學研究所取得的重大進步、中國科學家所作出的具有重大突破意義的研究成果,已然踏入世界舞台中央,在科學發展的“第一梯隊”大放異彩。

70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

量子反常霍爾效應的實驗發現的最終測量樣品和資料

量子反常霍爾效應是凝聚态實體中的一個重要量子效應。長期以來,使其“現身”并實作實驗觀測難度極大,是無數研究者奮力追尋而不得的科學目标。

2009年起,薛其坤聯合來自清華大學實體系、中國科學院實體研究所、美國斯坦福大學的多個研究組,組成攻關團隊,一起從拓撲絕緣體研究方向嘗試攀登這座科學高峰。

2012年底,在克服了一道又一道難關後,薛其坤和團隊終于成功地在實驗上觀測到了量子反常霍爾效應,成為“世界首次”!

該成果于2013年3月在美國《科學》(Science)雜志發表,審稿人予以高度評價,稱之為“凝聚态實體界一項裡程碑式的工作”。

70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

薛其坤與研究團隊部分成員

這一中國科學家在實驗上獨立觀測到的重要實體現象,被視為全球基礎研究領域的重要科學發現,是世界實體學界最為重要的實驗進展之一,為後續國際凝聚态實體研究引領了新的方向。

近年,國内外多支研究團隊在此基礎上取得了新的突破,中國智慧的光芒在人類科學發展的曆程之中靜靜閃耀。

而在應用領域,量子反常霍爾效應及其無耗散邊緣态,又将可能在未來被用于發展新一代的低能耗電子學器件,解決一系列瓶頸問題。

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薛其坤與研究團隊學生交流

登上一座高峰,隻是下一段攻關跋涉的開始。過去十年間,薛其坤和研究團隊對物質世界的探索從未停止,他們不斷嘗試提高觀測溫度、積極尋找新材料并取得了重要進展,同時将推動實驗成果進入應用領域作為目标,力求助力國家資訊技術革新。

“成果的取得,得益于改革開放以來國家科技實力的持續壯大和基礎科學研究的長期深厚積累。這一榮譽,屬于團隊當中的每一位研究者,更屬于國家。”薛其坤堅信,大陸會有越來越多引領國際發展的科學發現和成果湧現。

立自強志 逐“中國夢”

薛其坤有過很多“稱号”——

他是2016年未來科學大獎“物質科學獎”、2020年度菲列茲·倫敦獎等世界級科學大獎的獲得者;

他曾在接受媒體采訪時謙遜地自比為“一艘從沂蒙山區駛出的小船”,也曾因從早上7點開始即在實驗室埋首工作,晚上11點方才離開而被稱為“7-11先生”。

如今,薛其坤更是身兼科學研究、人才培養、行政事務等多項職務,一天的工作時間要比昔日的“7-11”更長。但其中始終沒有改變的,是他在科學研究中探究謎題、滿足好奇所獲得的精神享受與純粹幸福。

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薛其坤在清華大學實體系辦公

拓撲量子實體之外,清華大學實體系的另一個重要研究方向是高溫超導。

超導和高溫超導領域同樣受到百餘年來數代實體學家的持續關注,其研究推動了人類對自然界特别是電阻傳輸方面規律的深刻了解,但也遺留有許多在實體學領域至今仍然懸而未決的世紀難題。

2012年,薛其坤帶領清華大學實體系研究團隊發現了單層鐵硒與钛酸锶襯底結合而衍生出的界面高溫超導。這一發現挑戰了主流共識,并在2021年發表論文進一步提出獨有創新觀點。在高溫超導機理研究中取得新的中國發現,是薛其坤和研究團隊下一步的科學目标。

70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

2023年,清華大學實體系張定、薛其坤研究團隊和合作者在高溫超導機理研究中取得重要進展

無論是在世界範圍内首次發現拓撲物質中的量子反常霍爾效應,還是在世界難題面前勇于提出與主流觀點相悖的觀點,薛其坤和研究團隊探尋物質世界的初心從未動搖。

“清華大學以價值塑造、能力培養、知識傳授‘三位一體’的教育底色,同樣展現在我們的研究團隊當中。”紮實的理論功底、過硬的實驗技術、嚴謹的研究過程,以及勇于“坐冷闆凳”和質疑“國際共識”的堅定信念,正是他們挑戰世界性科學難題并書寫中國答卷的底氣。

70年來首位,這項國際科學大獎花落中國!

“如果能夠回到2013年成果發表的那一刻,您想對當時的自己說上怎樣的一句話?”

“我會說……自強不息!”

天行健,君子以自強不息。薛其坤勉勵自己,也呼籲全體中國科學家,要始終面向國家重大需求,以基礎研究助力技術革命和産業更新、推動社會進步和人民幸福;要始終面向世界科技前沿,以不懈努力為世界科學發展貢獻中國智慧,在國際頂級的學術舞台上奏響屬于中國人的科學強音!

文 | 黃思南

來源: 清華大學

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