专访国家最高科学技术奖得主薛其坤:从沂蒙山区开出的小船,驶向科学高峰

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划重点

012023年度国家最高科学技术奖揭晓,李德仁院士、薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。

02薛其坤院士因在拓扑绝缘体中发现量子反常霍尔效应的创新突破,成为70年以来首位中国籍的获奖者。

03除此之外,薛其坤曾获得2024年度巴克利奖,成为70年来第一位获得该奖的中国籍物理学家。

04薛其坤表示,做科研是件幸福的事情,能够长期从事基础物理研究,对国家富强和科技发展具有重要意义。

05未来,薛其坤将继续攀登科学高峰,攻关“冲击”新目标,包括沿着拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应的方向走下去,以及瞄准高温超导方向。

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编者按:2024年6月24日,2023年度国家最高科学技术奖在京揭晓,李德仁院士、薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。就在八个月前,薛其坤院士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,荣膺2024年度巴克利奖,成为70年以来首位中国籍的获奖者。
获奖后,2023年11月,薛其坤曾接受新黄河记者的采访。薛其坤是山东蒙阴人,荣誉满身的他自称是“一艘从沂蒙山区驶出的小船”,一起听他讲述如何在量子凝聚态物理领域远航。
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“量子追梦人”薛其坤:
从沂蒙山区开出的小船,驶向科学高峰
新黄河记者 李睿  
“做一位幸福的中国科学家”
得知获奖后,薛其坤激动之余感到“出乎意料”,“这个奖是凝聚态物理学的最高奖,中国科学家能够入选巴克利奖,还是很意外的。”新黄河记者了解到,此前虽曾有崔琦、沈志勋、张首晟等华裔物理学家获得巴克利奖,但薛其坤是授奖70年来第一个获得该奖的中国籍物理学家。
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,使其“现身”并实现实验观测难度极大,是无数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。
2012年底,薛其坤和团队在全世界首次成功在实验上观测到了量子反常霍尔效应,该成果于2013年5月在美国《科学》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”。此后的十年间,薛其坤和研究团队对拓扑量子物理的探索不断深入,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。
在薛其坤看来,做科研是件幸福的事情,“能够长期从事基础物理研究,需要真正对自然界的科学感到好奇。好奇心能够催生强大的动力,科学家本身就非常愿意做这份工作,更何况这份工作还能保证你的生活,这对于我们来说是一种极大的幸福。”
而想真正做一位幸福的量子科学家,就要在世界舞台上展示国家的强大。“科学家的事业与国家的富强紧密联系在一起,国家强大了,才能为科学家们攀登科学高峰、冲击世界科学问题提供强大支撑和良好条件。这样会吸引更多的年轻人,我们的科技会得到更好的发展,投身于这个科研领域的人也会感到非常荣耀和幸福。”薛其坤说,获奖后他更加坚信:生命不息,奋斗不止,要把毕生的精力献给国家的教育和科技事业,用更多的更大的科研突破回报祖国。
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沂蒙精神滋养科研之路
41岁成为中国科学院最年轻的院士之一,50岁攻克量子世界难题……薛其坤的人生充满励志色彩。文化节目《朗读者》里,薛其坤带着沂蒙口音讲述起了他的儿时梦想:“那个时候呢,应该说是一种朦朦胧胧的,很朴素的一种目标,要当一个科学家,那将是多么的伟大。”寒窗苦读十数载,1980年,薛其坤凭借优异的成绩成功考入了山东大学光学系,来到了他科研梦想的起点。
在一次演讲中,薛其坤讲述了自己“人生中最艰难的阶段”——他在读博期间前往日本东北大学学习的经历。由于语言不通,薛其坤一开始听不懂导师的要求,没少挨罚受批评,不过,旷日持久的勤勉终于浇灌出花朵,薛其坤在毕业前达成了一个科研上的重大突破,这也是樱井利夫实验室近30年来最为重要的科研成果之一。
或许是早年求学时养成的习惯,如今薛其坤的工作风格同样保持着异于常人的勤勉。《清华大学报》报道,薛其坤常常用“追求极致”来要求自己和团队。“往往一个同样的实验做若干次,你才能把这个实验最终的结果确定下来,就是实验要做到极致。”
如今,谈起早年求学时的曲折,薛其坤十分坦然:“家乡的影响,让我从小就养成了咱们沂蒙山区人民那种比较‘皮实’、坚强的性格和人生态度,使我能够越过一个个小坎,走到了今天。”他表示,非常幸运自己坚持了下来。
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面对家乡的变化,薛其坤表示非常自豪:“临沂以前是山东省名不见经传的一个普通地市,以农业为主。而现在,临沂发展商贸物流业已经颇见成效,还发展起了许多高新企业。沂蒙地区的自然环境非常好,美丽的蒙山沂水让人心胸开阔。”今年7月,临沂市人民政府与南方科技大学签署战略合作协议,双方将在关键技术攻关、科技成果转化、人才队伍建设与红色教育等方面进入全方位深度交流合作的新阶段。
继续攀登,攻关“冲击”新目标
获得巴克利奖之后,薛其坤用“要想揽瓷器活,必须得有金刚钻”来形容自己的感受,“这是我们长期坚持、不断努力的结果,也是团队协作的结果。”薛其坤说,团队多年来长期坚持打造实验技术,做了很多创新工作,为了攻关,实验团队包括清华大学、中国科学院等多个团队,“在复杂的实验过程中,从材料的制备、材料电子结构的表征到电阻率的测量,不同专业背景、不同技术背景的同学和老师都参与了这项工作。这是一个团队奋战的成果,凝聚了所有参与者的心血。”
谈到接下来的攻关计划,薛其坤表示主要有两大方向,其一是沿着拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应的方向走下去,努力在更高温度下实现量子反常霍尔效应,这将有利于量子反常霍尔效应的应用。其二将继续瞄准高温超导方向,组织团队全力攻关,在一些新的领域争取新的突破。