2018年度国家科技奖励大会8日在北京举行,中国科学院院士、清华大学副校长薛其坤教授领导的清华大学、中科院物理研究所实验团队完成的“量子反常霍尔效应的实验发现”项目,
会前,党和国家领导人习、、、韩正等会见获奖代表并同大家合影留念
1994年,薛其坤获得中国科学院大学物理研究所获理学博士学位,之后前往日本东北大学金属材料研究所工作;
2005年,薛其坤到清华大学物理系工作,当年11月当选中国科学院院士。当时,他年仅41岁,是那一批当选院士中最年轻的一位。
2013年5月,薛其坤任清华大学副校长,同年带领的研究团队在世界上首次观测到“量子反常霍尔效应”。
量子反常霍尔效应,是一种在不需要强磁场的情况下,实现无能量损耗的电子运动。
“这是一个诺贝尔奖级别的成果。”2013年4月,诺贝尔物理学奖获得者杨振宁对薛其坤领衔的科研成果做出了这样的评价。
35岁晋级教授,41岁成为院士,薛其坤一帆风顺的科研之路背后,是异于常人的勤奋与坚持。
量子反常霍尔效应,国际物理学界的前沿热点,许多科学家相信,相关研究将加速推进信息技术革命。它的国际首次实验发现,诞生在中国。
论文当年在美国《科学》期刊发表后,被国际凝聚态物理学界公认为近年来最重要的发现之一。物理学大师杨振宁评价:这是从中国实验室里,第一次发表出了诺贝尔奖级的物理学论文。
薛其坤院士领衔的清华大学和中科院物理所实验团队因此获得2018年度国家自然科学奖一等奖。这是继铁基超导、多光子纠缠、中微子振荡后,我国物理学再次取得的突破性进展。
曾9度空缺的国家自然科学奖一等奖,到2018年度已连续6年产生获奖者。这某些特定的程度上也代表着,我国基础研究近年来接连取得公认的重大进展。
建设世界科学技术强国,必先提振基础研究。党的十八大以来,我国通过一系列改革,逐步加强对基础研究的持续稳定支持。从衡量基础研究的重要指标——国际科技论文来看,数量一直增长,多年稳居世界第二位。
“我国基础研究总体处于从量的积累向质的飞跃、从点的突破向系统能力提升的重要阶段。”薛其坤说,但也要清醒地看到,与世界科学技术强国相比,我国基础研究和原始创造新兴事物的能力依旧存在很明显差距,广大科技工作人员还要再接再厉,接续奋斗。
在他看来,日益强大的国力、良好完善的科技政策、科学系统的科技规划、催人奋进的创新氛围,是实验发现量子反常霍尔效应的基础和保障,“我们的成果与改革开放40年来取得的成就密不可分”。
实验团队的五位主要完成人平均岁数48岁,他们瞄准同一重大科学目标,各有所长但相对独立。“中国的基础科研正处在一个黄金时代,做基础研究的人要坐得住冷板凳、耐得住寂寞,做出无愧于时代的贡献。”小组成员、中科院物理所研究员吕力说。
人类的生命稍纵即逝,物质也会跟着时间湮灭,唯有不朽的知识闪耀在历史的长河里。小组成员们表示:“中国的基础科研正处在一个黄金时代,能成为这个时代的奋斗者,倍感幸福。”
薛其坤认为,必须让创新人才坐得住冷板凳、耐得住寂寞,在基础研究、原始创新上不断突破,夯实国家核心竞争力的基石。
“我们是党和国家培养起来的科学家。新时代为咱们提供了更好的机遇,我们定要不负使命、努力奋斗,为国家强大、人民幸福和科学探索不断做出新的贡献。”薛其坤和他的同事们壮志满怀。
2018年度国家科技奖揭晓,《量子反常霍尔效应的实验发现》项目获国家自然科学奖一等奖。
强磁场下二维电子系统呈现的量子霍尔效应是凝聚态物理学的重要研究方向,相关发现曾3次获得诺贝尔物理学奖。量子反常霍尔效应是一种不需要外加磁场、基于全新物理原理的量子霍尔效应。它不但是量子霍尔态得以实际应用的关键,还是很多新奇量子效应实现的基础。在实际材料中实验发现量子反常霍尔效应是凝聚态物理学的重大科学目标之一,但二十多年来没有实质性实验进展。
项目组在国际上首先建立了Bi2Te3家族拓扑绝缘体分子束外延生长动力学并发展出高质量拓扑绝缘体薄膜材料的制备方法;首次在实验上揭示出拓扑表面态随维度的演化过程及背散射缺失等独特性质;发展了拓扑绝缘体薄膜的能带结构和化学势调控手段;在磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜中首次发现了拓扑导致的磁量子相变并揭示出在其中建立长程铁磁序的重要的条件;制备出了同时具有铁磁性、体绝缘性、拓扑非平庸性的磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜,并在这种薄膜中首次从实验上观测到量子反常霍尔效应。
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