齊魯網(wǎng)·閃電新聞6月25日訊 6月25日出版的《人民日?qǐng)?bào)》07版“走近國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)得主”專欄，以《實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家薛其坤——在物理學(xué)前沿長(zhǎng)跑》為題，聚焦山東籍物理學(xué)家薛其坤率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷突破，創(chuàng)造性地發(fā)展了一系列國(guó)際通用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，取得量子反常霍爾效應(yīng)、界面高溫超導(dǎo)等原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

全文報(bào)道如下：

走近國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)得主

實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家薛其坤——在物理學(xué)前沿長(zhǎng)跑

人物小傳

薛其坤，清華大學(xué)教授，中國(guó)科學(xué)院院士、實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。1963年生，山東蒙陰人。1984年在山東大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1994年在中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲得博士學(xué)位。先后在中國(guó)科學(xué)院物理研究所、清華大學(xué)、南方科技大學(xué)工作，是改革開放后我國(guó)成長(zhǎng)起來(lái)的杰出科學(xué)家之一。 

早上7點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室、晚上11點(diǎn)離開，這樣的作息，薛其坤（見圖二，清華大學(xué)供圖）雷打不動(dòng)堅(jiān)持了30多年。

薛其坤的研究領(lǐng)域是凝聚態(tài)物理，是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系的學(xué)科，是當(dāng)今物理學(xué)最大也是最重要的分支學(xué)科之一。在這一領(lǐng)域，薛其坤率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷突破，創(chuàng)造性地發(fā)展了一系列國(guó)際通用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，取得量子反常霍爾效應(yīng)、界面高溫超導(dǎo)等原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

不斷攀登高峰，動(dòng)力何來(lái)？“對(duì)科學(xué)研究的熱情與執(zhí)著，對(duì)推進(jìn)國(guó)家科技進(jìn)步的責(zé)任和信念，促使我努力向前。”薛其坤說(shuō)。

“不跟風(fēng)，專注于做‘從0到1’的研究”

“不跟風(fēng)，專注于做‘從0到1’的研究”，這是薛其坤的合作者和學(xué)生對(duì)他科研態(tài)度的評(píng)價(jià)。

量子反常霍爾效應(yīng)是一個(gè)新領(lǐng)域，在推動(dòng)新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展上應(yīng)用前景很大，成為全球凝聚態(tài)物理學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。

從2009年起，薛其坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)起沖擊。雖然團(tuán)隊(duì)前期完成了很好的基礎(chǔ)性工作，但量子反常霍爾效應(yīng)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)條件非常苛刻。能否找到合適的材料，在這種材料中又能不能觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng)，一切都是未知數(shù)。

認(rèn)準(zhǔn)這座科研高峰，薛其坤義無(wú)反顧地去攀登。

先后生長(zhǎng)測(cè)量了1000多個(gè)樣品、一步步提高樣品質(zhì)量，2012年底，薛其坤團(tuán)隊(duì)終于成功在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng)。這是在反常霍爾效應(yīng)提出131年后，人類首次觀測(cè)到反常霍爾效應(yīng)的量子化。2013年，該成果在《科學(xué)》雜志上發(fā)表，被審稿人評(píng)價(jià)為“凝聚態(tài)物理界一項(xiàng)里程碑式的工作”。

在認(rèn)知范圍內(nèi)，挑戰(zhàn)最有價(jià)值的研究，貫穿薛其坤做科研的始終。

2005年到清華大學(xué)工作，薛其坤瞄準(zhǔn)長(zhǎng)期困擾物理學(xué)界的難題——高溫超導(dǎo)。這一探索就是8個(gè)年頭。2012年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結(jié)合而產(chǎn)生的界面高溫超導(dǎo)。該發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)主流共識(shí)，增進(jìn)了科學(xué)界對(duì)超導(dǎo)材料的認(rèn)識(shí)，國(guó)際超導(dǎo)界開展大量追蹤研究。這是高溫超導(dǎo)領(lǐng)域，我國(guó)科學(xué)家開辟的全新研究方向。

薛其坤并未止步。2017年，團(tuán)隊(duì)將量子反常霍爾效應(yīng)觀測(cè)溫度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并首次實(shí)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)多層結(jié)構(gòu)；2018年，團(tuán)隊(duì)與合作者首次發(fā)現(xiàn)一種內(nèi)稟磁性拓?fù)浣^緣體，開啟了國(guó)際上又一個(gè)熱點(diǎn)研究方向……

今天，沿著量子反常霍爾效應(yīng)以及相關(guān)量子態(tài)的應(yīng)用研究、高溫超導(dǎo)機(jī)理研究?jī)蓚€(gè)方向，薛其坤團(tuán)隊(duì)正開展新一輪攻關(guān)。“這是國(guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最關(guān)注的研究方向，我們要努力站在世界前沿。”薛其坤說(shuō)。

“夜深人靜時(shí)，與論文、數(shù)據(jù)打交道，那種感覺很純粹、很幸福”

理論物理學(xué)家的預(yù)言對(duì)不對(duì)，往往需要實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家長(zhǎng)時(shí)間去驗(yàn)證。

做量子反常霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，薛其坤團(tuán)隊(duì)用來(lái)實(shí)驗(yàn)的樣品，僅有5納米厚，制備每一個(gè)都非常不易。這樣的樣品，4年中，他們做了1000多個(gè)。

實(shí)驗(yàn)失敗是家常便飯。每次失敗后，薛其坤就會(huì)再次帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化樣品、改進(jìn)方法。再失敗、再優(yōu)化、再改進(jìn)，一路上“循環(huán)往復(fù)”，直至實(shí)驗(yàn)成功。

2012年初，從理論上看，團(tuán)隊(duì)似乎解決了所有能想到的問(wèn)題，然而，量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果離最終的成功還非常遙遠(yuǎn)。團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)物理系教授何珂回憶，那段時(shí)間大家壓力很大，“擔(dān)心研究就此停滯不前”。

關(guān)鍵時(shí)刻，薛其坤給團(tuán)隊(duì)打氣。他常用自己“做針尖”的故事鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)。攻讀碩士期間，薛其坤用到的實(shí)驗(yàn)儀器是場(chǎng)離子顯微鏡，樣品是金屬針尖。他在導(dǎo)師的嚴(yán)格監(jiān)督下，每天至少要試做3個(gè)針尖，兩年做了1000多個(gè)針尖。其間雖沒有發(fā)表任何文章，但熟練掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)后續(xù)工作幫助很大。在薛其坤的鼓舞下，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一輪輪沖刺，最終實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。

薛其坤身上這股子韌勁從何而來(lái)？薛其坤說(shuō)，自己生長(zhǎng)于山東蒙陰縣的山村，是沂蒙山里出來(lái)的孩子，不怕挫折，“皮實(shí)”。自己打小就想當(dāng)科學(xué)家，一路追夢(mèng)，也遇到不少挫折。經(jīng)歷了3次考研，直到1987年，薛其坤才考上研究生，進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)學(xué)習(xí)。

在實(shí)驗(yàn)室，日復(fù)一日觀察樣品、整理數(shù)據(jù)，薛其坤不以為苦，而以此為快樂和享受。薛其坤說(shuō)，“每當(dāng)實(shí)現(xiàn)重大突破的時(shí)候，那種滿足感是其他事情很難替代的。”也正是這種滿足感，鼓舞著他在物理學(xué)前沿持續(xù)長(zhǎng)跑。

如今，薛其坤有了更多身份。2013年起擔(dān)任清華大學(xué)副校長(zhǎng)，2020年起任南方科技大學(xué)黨委副書記、校長(zhǎng)……身兼科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、行政管理等多項(xiàng)職責(zé)，無(wú)論角色怎么變，他對(duì)科研的極致追求沒有變。“夜深人靜時(shí)，與論文、數(shù)據(jù)打交道，那種感覺很純粹、很幸福。”薛其坤說(shuō)。

“中國(guó)人要有學(xué)術(shù)自信，要敢于去挑戰(zhàn)重大科學(xué)難題”

實(shí)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，材料需要既具備磁性又是絕緣體，由于磁體通常為導(dǎo)體，這是一個(gè)自相矛盾的要求。

說(shuō)來(lái)也巧，在清華大學(xué)物理系教授王亞愚眼中，一些看似矛盾的地方，也完美融合在薛其坤身上。

薛其坤對(duì)學(xué)生和藹親切，他會(huì)給實(shí)驗(yàn)室學(xué)生帶夜宵，與學(xué)生們打成一片；看到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上有一點(diǎn)馬虎，他又會(huì)嚴(yán)厲批評(píng)，嚴(yán)肅告誡學(xué)生“做實(shí)驗(yàn)必須專心致志”。

薛其坤身上有中國(guó)人傳統(tǒng)的一面，但作為科學(xué)家的他卻處處求“新”。王亞愚回憶，對(duì)待研究，薛其坤倡導(dǎo)獨(dú)立思考，對(duì)與主流學(xué)術(shù)認(rèn)識(shí)不一致的觀點(diǎn)很有興致，像一位“攪局者”，總希望給科研帶來(lái)一些意外。

而說(shuō)起功勞，薛其坤總強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)代科學(xué)研究是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)晶，沒有多個(gè)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)緊密高效合作，不可能有量子反常霍爾效應(yīng)等重大原創(chuàng)突破。

薛其坤非常看重對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)。清華大學(xué)物理系教授肖志剛說(shuō)，碰到寫文章不太認(rèn)真的學(xué)生，薛老師會(huì)要求學(xué)生反復(fù)修改論文，且每一個(gè)版本都發(fā)給他，他會(huì)一一對(duì)照其中的差別；學(xué)生科研遇到困難，他又會(huì)及時(shí)鼓勵(lì)，并給他們送去指導(dǎo)。這些年來(lái)，薛其坤率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成員或培養(yǎng)的學(xué)生中有1人當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士，30余人次入選國(guó)家級(jí)人才計(jì)劃。

憑借在量子反常霍爾效應(yīng)方面的創(chuàng)新突破，2023年10月，美國(guó)物理學(xué)會(huì)宣布，薛其坤獲得奧利弗·巴克利獎(jiǎng)。自1953年授獎(jiǎng)以來(lái)，這項(xiàng)國(guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)，首次頒發(fā)給中國(guó)籍物理學(xué)家。此前，薛其坤已作為第一完成人榮獲2018年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，并獲得國(guó)際低溫物理最高獎(jiǎng)——菲列茲·倫敦獎(jiǎng)。像這樣有分量的榮譽(yù)，薛其坤還有不少。

“中國(guó)人要有學(xué)術(shù)自信，要敢于去挑戰(zhàn)重大科學(xué)難題。”在薛其坤看來(lái)，解決重大科學(xué)難題、關(guān)鍵技術(shù)難題，是中國(guó)科學(xué)真正走向世界的標(biāo)志，“我將盡己所能，作出更多的貢獻(xiàn)。”