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给中央政治局讲量子科技的院士

2024-07-12 19:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

其实,相比于 量子反常霍尔效应这一成果,薛其坤本人的成长更具传奇。

薛其坤是一个地道的山东人,至今仍说一口山东口音的英语(被戏称为shandonglish)。

在中国物理学界,薛其坤是一个神一样的存在,准确说,是男神。

2015年9月19日,在2015年“求是奖”颁奖典礼上,薛其坤、王晓东、鲁白等6位科学家到场举行了一个创新创业的分享会。

在现场,年轻的复旦大学教授张远波直接赤裸裸地表示,薛其坤老师是我们心目中的男神。

作为一个山东人,薛其坤不高,而且说话至今带着一股浓浓的沂蒙味,之所以被奉为男神,要从薛其坤的励志故事说起。

薛其坤从小在山东蒙阴农村长大,他后来还很怀念这段时光。

“小时候没人管啊很自由。那时在农村的小学,农忙放假,作业很少,家长哪有功夫管你!那时候小学教育不是很正规。但是,传统的伦理道德,让我们不知不觉形成比较健全的人格。”

“小时候没人管啊很自由。那时在农村的小学,农忙放假,作业很少,家长哪有功夫管你!那时候小学教育不是很正规。但是,传统的伦理道德,让我们不知不觉形成比较健全的人格。”

从蒙阴一中高中毕业,薛其坤考入山东大学光学系,然后分到曲师大物理系,再考到中科院物理所,后来到日本东北大学金属材料研究所留学。

这个光鲜的履历背后其实是一个大写的尴尬。

他曾经在功成名就后的讲座中将毕业后经历概括为,“两年考研失败,七年读研坎坷,八年留学苦乐,九年创业喜悦。”

当然,这浓缩的寥寥几句概括远不足以描述他成长路上的精彩。

关于两年考研失败,有这么一个版本:

1984年,考研报考哈尔滨工业大学,高等数学只考了39分;两年后,报考中科院物理所,这次物理只考了39分。虽然深受打击,但他依然坚持,第三次考研,终于考上了中科院物理所。

1984年,考研报考哈尔滨工业大学,高等数学只考了39分;两年后,报考中科院物理所,这次物理只考了39分。虽然深受打击,但他依然坚持,第三次考研,终于考上了中科院物理所。

考研屡败屡战,读研也颇为曲折,他花了7年时间才完成硕士和博士学业。

七年读研坎坷究竟坎坷到什么程度呢?

水木清华bbs有篇薛其坤的小八卦写道:

据说曾经有段时间薛其坤不怎么认真做了,还曾和现在的中科院物理所所长王玉鹏(薛其坤山大的本科同学,两人关系很好,经常一起到五道口看片)合伙倒腾过飞机票……

据说曾经有段时间薛其坤不怎么认真做了,还曾和现在的中科院物理所所长王玉鹏(薛其坤山大的本科同学,两人关系很好,经常一起到五道口看片)合伙倒腾过飞机票……

而当年之所以硕士毕业后读博士,主要是因为找不到理想的工作,只好跟着导师继续读博士,从事表面物理的研究。

直到1992年6月,薛其坤才迎来转机,导师陆华把他送到日本东北大学金属材料研究所学习,希望能通过联合培养弥补国内设备条件方面的不足。

让薛其坤始料未及的是,自己科研路上考验才刚刚开始。导师樱井利夫要求他们:一周工作6天,不管刮风下雨,都要准时到达实验室。薛其坤对那段岁月记忆犹新,“每天就是三件事,吃饭、睡觉、搞科研。有的时候困得坐在马桶上都能睡着。”

起初,语言的不通、严苛的作息,让薛其坤感觉异常孤单,跟家人通电话,几乎要落泪。

正在上幼儿园的儿子接到爸爸的电话,常常会给他背刚刚学到的课文:“我是中国人,我爱自己的祖国……”稚嫩的童音,让薛其坤振作起来,他要对得起家人,对得起祖国。他咬牙坚持,实在疲倦了,还曾经躲进厕所里眯一会儿。

正在上幼儿园的儿子接到爸爸的电话,常常会给他背刚刚学到的课文:“我是中国人,我爱自己的祖国……”稚嫩的童音,让薛其坤振作起来,他要对得起家人,对得起祖国。他咬牙坚持,实在疲倦了,还曾经躲进厕所里眯一会儿。

不过,薛其坤对日本期间的学术训练也颇为肯定,回国后他把“7-11”的习惯带回了清华大学物理系。

7-11教授的名声从此叫响。

这种勤奋的习惯一直保持至今,后来虽然陆续评了院士、当了清华副校长,但只要在学校里,都是每天工作到十一二点回去休息。

在不少人印象中,薛其坤为人非常随和,不管认识不认识你都能和他聊起来。有一则轶事是:当年他的院士评选结果公布时,他正好在山东大学访问,衣锦归故里,是最能让人高兴的事之一。

当时,他本来要做一个学术报告,结果他完全抛开了题目,给学生讲起了他的大学生活和人生感悟。他给学生说不仅要能做研究还要会做人,并颇为自得的说:“先不说研究,你们可以到物理学界打听打听,说起薛其坤的为人,大家绝对是交口称赞。”

薛其坤的为人当然不是自夸的,他在物理所读研究生的时候,每次从家里回所时,都要带一大摞沂蒙煎饼,物理所的老师和工作人员都要送到,即使刚参加工作的工作人员也不落下。

从中不难看出薛其坤身上山东人的性格。

当然,薛其坤最早在全国范围内引起关注是在2013年。

这一年春,他领衔清华大学物理系、中科院物理研究所和斯坦福大学的实验团队首次在实验中发现量子反常霍尔效应,该成果2013年3月14日在《科学》杂志在线发表。

曾获诺奖的杨振宁如此评价:“这是从中国的实验室里头,第一次做出并发表出诺贝尔奖级的物理学论文。”

一时间,薛其坤成了“离诺贝尔奖最近的中科院院士”。

那么问题来了,量子反常霍尔效应到底是个什么东西呢?

简单来说,正常状态下的电子运动就像农贸市场的人群一样杂乱无章,会造成发热,这是目前晶体管发热的重要原因之一。

而处于量子霍尔态的电子则好像置身在一条高速公路上的汽车一样,按照规则,有序进行,不再像农贸市场的运动那么杂乱。也就是说,量子霍尔效应能解决电子碰撞发热的问题。

但问题又来了,实现量子霍尔效应,需要十万高斯左右的强磁场(地磁场仅为0.5高斯),对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转,要产生这样的磁场不但价格昂贵,而且其体积庞大(冰箱那么大),这使得量子霍尔效应很难得到应用。

量子反常霍尔效应的意义就在于,可以不需要任何外加磁场,由于材料本身的自发磁化(即材料本身具有磁性)而产生的。

也就是说,这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。比如:

超级计算机将有可能成为iPad大小的掌上笔记本,智能手机内存也许会超过目前最先进产品的上千倍,除了超长待机时间,还将拥有当代人无法想象的快速。

因此,寻找这种材料也就成了关键。

而磁性拓扑绝缘体则是实现量子反常霍尔效应的理想材料。

薛其坤做研究的杀手锏就是用MBE长薄膜,然后进行原位测量。

“他是做扫描隧道显微镜STM出身,STM本身是一种非常强大的研究工具了,再结合他们几乎可以称为世界第一的MBE技术,所以做起研究来无往而不利,在他们参与的所有研究方向都做出了世界一流的工作。”

但获取这种材料其实非常难,难到什么程度呢?

研究者们用于实验的拓扑绝缘体样品是以“原子”为单位的:在100万个原子中,只能有一个杂质原子。这1000多个不到小拇指指甲盖大小的特殊实验材料,都需要在超真空环境中慢慢长出来。它们的厚度得是5纳米,高1纳米或是低1纳米都不行。

虽然离真正应用到实际还有很长的路要走,但不管怎么说,薛其坤的研究已经取得了巨大的成功,至于是否获得诺奖,薛其坤本人倒看得不是很重。

在一次薛其坤主讲的“文化素质教育讲座”上,曾有一个学生提问:“您是否有志为中国赢得诺贝尔奖?”薛院士静静地想了一会儿,回答:“没有想过。”那个学生穷追不舍:“我认为一个不想得诺奖的科学家不是好科学家。”薛院士淡然说:“能否得诺奖,也与研究的领域有关。我在做科研时,没想过这个问题。”

总体上看,我国已经具备了在量子科技领域的科技实力和创新能力。同时,也要看到,我国量子科技发展存在不少短板,发展面临多重挑战。

在接受央广网采访时,薛其坤表示,实际上在量子科技、量子技术上我们的短板,和我们现在信息技术的短板有点类似,比如说支撑设备、关键核心元器件等方面,也涉及到量子技术的一些问题,所以我觉得加强关键核心元器件这种高端的技术材料、设备,都是需要解决的一些短板。返回搜狐,查看更多



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