本文转载自《粤港澳大湾区量子科学中心》公众号

原文标题：薛其坤主任获国家最高科学技术奖

 

6月24日上午，2023年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行。清华大学教授、中国科学院院士、南方科技大学校长、北京量子信息科学院院长、粤港澳大湾区量子科学中心主任，薛其坤院士获国家最高科学技术奖。

 

 

回应百年关切

于中国本土实验室中

在实验上发现量子反常霍尔效应

实现“世界首次”

挑战世界难题学界发出强劲的中国声音

推动我国凝聚态物理的“量子跃变”

夺得下一次信息技术革命中的战略制高点验室中

带领中国科学家团队

在高温超导研究中大胆提出与主流不同的学术思想

团结协作集智攻关 不惧成为“拓荒者”

培育青年创新人才 做“有品位的科研”

他一次次向全球科学界发出强劲的中国声音

推动我国凝聚态物理的“量子跃变”

夺得下一次信息技术革命中的战略制高点验室中

 

01.勇攀世界科技高峰

 

攻关世界科技难题

于中国本土实验室中

在实验上发现量子反常霍尔效应

实现“世界首次”

 

量子反常霍尔效应是凝聚态物理中的一个重要量子效应

它不依赖于强磁场，

而由材料本身的自发磁化产生

长期以来，

使其“现身”并实现实验观测的难度极大

是无数研究者奋力追寻多年而不得的科学目标

 

2008年，华裔物理学家张首晟提出

在磁性拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的方向

 

但想要找到合适的材料，难度无法估量

尽管既不知道理论预言是否正确

也不知道实验会否实现

薛其坤还是决定

就要瞄准这个“领域最好、最高的科研目标之一”

量子反常霍尔效应去“攻”

而他，也确实做到了！

 

2009年起

薛其坤联合来自清华物理系、

中国科学院物理研究所、

美国斯坦福大学的多个研究组

共同攀登这座“高峰”

“一条路走不通，就优化样品、改进方法。

还走不通，就再优化、再改进。”

他们尽力在科学迷宫里“穷尽每一个可能”

 

四年多时间里

薛其坤团队在材料的制备、控制方面

做到了“国际最好之一”

历经对1000多个仅有5纳米厚的原子级样品的系统研究

终于获得了一种磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜可以满足需要

并在2012年10月的一个晚上

在实验中看到了量子反常霍尔效应存在的迹象

  

他紧急组织团队成员设计方案、

部署下一步实验——

必须测到完美的反常霍尔效应的量子化平台，并经得起不同样品的多次重复实验

 

 

2个月的集中测试之后，实验数据很完美！

这是在世界范围内首次实验上实现量子反常霍尔效应！

为世界基础物理研究贡献了一项重要的科学发现

 

图1 量子反常霍尔效应的实验发现的最终测量样品和数据

 

在研究成果应用方面，

这一重要科学突破也有着深远意义

它将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展

有可能加速推动未来信息技术革命的进程

 

薛其坤团队的“世界首次”

为中国夺得了新一轮信息技术革命中的战略制高点

 

 

图2 薛其坤院士与团队成员

 

2013年3月，

成果于《科学》（Science）杂志发表

审稿人称之为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作！”

诺贝尔物理学奖得主杨振宁院士予以高度评价：

“从中国实验室里，第一次发表出来了诺贝尔物理学奖级别的论文……是整个国家发展中的喜事。”

 

02.科技探索永无止境

 

过去十年间，在对量子反常霍尔效应的研究方面

薛其坤团队不断尝试提高观测温度、积极寻找新材料

取得一系列新进展

同时积极推动实验成果进入应用领域、加速信息技术革新

 

图3 薛其坤在清华大学实验室内与研究团队学生交流

 

在拓扑量子物理之外

薛其坤团队多年耕耘的另一个世纪难题

是高温超导机理领域

 

2012年，薛其坤带领团队发现了单层铁硒与钛酸锶衬底结合而衍生出的界面高温超导

这一发现，挑战了国际主流共识

在重重质疑面前，“发论文都很难”

但他们坚持了下来，并在2021年进一步提出独有创新观点

在该领域产生了多个成果

推动这一方向理论和实验的快速发展

 

在高温超导机理研究中取得新的中国发现

是薛其坤和研究团队下一步的科学目标

 

他付出了“99%的汗水”

考研3次才录取、读博7年才毕业

“只要不睡觉的时候，都在工作”的他

被同事、学生趣称为“7-11教授”“7-11院士”

却也拥有“1%的天赋”

在科研伙伴眼中，

他有着过人的学术直觉与学术品位

总能敏锐瞄准国际前沿、实现技术飞跃、引领团队创新

“善于发掘并不新奇的实验技术的潜力，发现它更强大的功能，是做出别人做不出来的东西、实现科学突破的要点。”

 

他待人亲和、大方豪爽

可同时也严谨严厉、精益求精，甚至特别“小气”

他在实验中究极细致，要求做科研“一定不能作假、打折扣”

他会对在实验室内上网浏览无关内容的学生生气

因痛心其不珍惜国家提供的优质科研资源而红了眼眶

“实验设备需要爱护，科研经费不能浪费！”

 

他特别容易满足

艰苦的童年令他格外感恩时代赋予的逐梦机遇

别人眼中的困难与失败，

他只视为科学探索中的必经过程

总为发现了“全新的、世界上还没有其他人看到的东西”而由衷喜悦

又特别不容易满足

他不惧深入科学研究的“无人之境”

不到穷尽可能的“极致”绝不停止尝试

他愿以自身努力推动强国建设

誓要彻底走通从重大原创性发现到颠覆性高技术发展的自主创新之路

对祖国与科学的诚挚热爱

构成了薛其坤“作为科学家的强烈幸福感”

 

院士简介

 

薛其坤，1963年12月生，籍贯山东蒙阴。中国共产党党员。1984年在山东大学获得学士学位，1994年在中国科学院物理研究所获得博士学位。1992年至1999年先后在日本东北大学金属材料研究所和美国北卡莱罗纳州立大学物理系学习和工作。2005年起任清华大学物理系教授，同年被增选为中国科学院院士。2010年至2013年任清华大学理学院院长、物理系主任，2011年至2016年任低维量子物理国家重点实验室主任，2013年至2020年任清华大学副校长，2017年起任北京量子信息科学研究院首任院长，2020年起任南方科技大学党委副书记、校长，2022年起任粤港澳大湾区量子科学中心主任。

 

薛其坤是凝聚态物理领域享有国际声誉的实验物理学家，是改革开放以来我国在基础研究领域取得国际引领性重大科学突破的杰出科学家之一。他创造性地发展了分子束外延、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱的超高真空互联系统，成为量子材料在原子尺度可控制备和表征方面国际通用的强大实验技术。在此基础上，他率领团队取得了量子反常霍尔效应和界面高温超导两项原创性科学发现。拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应的实验发现是凝聚态物理领域的一次里程碑性突破，异质结界面高温超导的发现则开启了高温超导的全新研究方向，均在国际上产生巨大学术影响。他作为第一完成人荣获2018年度国家自然科学一等奖，作为首位中国籍科学家荣获国际凝聚态物理最高奖——奥利弗•巴克利奖（2024）和国际低温物理最高奖——菲列兹•伦敦奖（2022）。目前，薛其坤及其领导的研究团队在量子反常霍尔效应和高温超导的相关研究中仍不断取得新的成果，继续引领着这两个方向的国际学术进展。

文章部分转载自清华大学报道

本文转载自《粤港澳大湾区量子科学中心》公众号

原文标题：薛其坤主任获国家最高科学技术奖

 

6月24日上午，2023年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行。清华大学教授、中国科学院院士、南方科技大学校长、北京量子信息科学院院长、粤港澳大湾区量子科学中心主任，薛其坤院士获国家最高科学技术奖。

 

 

回应百年关切

于中国本土实验室中

在实验上发现量子反常霍尔效应

实现“世界首次”

挑战世界难题学界发出强劲的中国声音

推动我国凝聚态物理的“量子跃变”

夺得下一次信息技术革命中的战略制高点验室中

带领中国科学家团队

在高温超导研究中大胆提出与主流不同的学术思想

团结协作集智攻关 不惧成为“拓荒者”

培育青年创新人才 做“有品位的科研”

他一次次向全球科学界发出强劲的中国声音

推动我国凝聚态物理的“量子跃变”

夺得下一次信息技术革命中的战略制高点验室中

 

01.勇攀世界科技高峰

 

攻关世界科技难题

于中国本土实验室中

在实验上发现量子反常霍尔效应

实现“世界首次”

 

量子反常霍尔效应是凝聚态物理中的一个重要量子效应

它不依赖于强磁场，

而由材料本身的自发磁化产生

长期以来，

使其“现身”并实现实验观测的难度极大

是无数研究者奋力追寻多年而不得的科学目标

 

2008年，华裔物理学家张首晟提出

在磁性拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的方向

 

但想要找到合适的材料，难度无法估量

尽管既不知道理论预言是否正确

也不知道实验会否实现

薛其坤还是决定

就要瞄准这个“领域最好、最高的科研目标之一”

量子反常霍尔效应去“攻”

而他，也确实做到了！

 

2009年起

薛其坤联合来自清华物理系、

中国科学院物理研究所、

美国斯坦福大学的多个研究组

共同攀登这座“高峰”

“一条路走不通，就优化样品、改进方法。

还走不通，就再优化、再改进。”

他们尽力在科学迷宫里“穷尽每一个可能”

 

四年多时间里

薛其坤团队在材料的制备、控制方面

做到了“国际最好之一”

历经对1000多个仅有5纳米厚的原子级样品的系统研究

终于获得了一种磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜可以满足需要

并在2012年10月的一个晚上

在实验中看到了量子反常霍尔效应存在的迹象

  

他紧急组织团队成员设计方案、

部署下一步实验——

必须测到完美的反常霍尔效应的量子化平台，并经得起不同样品的多次重复实验

 

 

2个月的集中测试之后，实验数据很完美！

这是在世界范围内首次实验上实现量子反常霍尔效应！

为世界基础物理研究贡献了一项重要的科学发现

 

图1 量子反常霍尔效应的实验发现的最终测量样品和数据

 

在研究成果应用方面，

这一重要科学突破也有着深远意义

它将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展

有可能加速推动未来信息技术革命的进程

 

薛其坤团队的“世界首次”

为中国夺得了新一轮信息技术革命中的战略制高点

 

 

图2 薛其坤院士与团队成员

 

2013年3月，

成果于《科学》（Science）杂志发表

审稿人称之为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作！”

诺贝尔物理学奖得主杨振宁院士予以高度评价：

“从中国实验室里，第一次发表出来了诺贝尔物理学奖级别的论文……是整个国家发展中的喜事。”

 

02.科技探索永无止境

 

过去十年间，在对量子反常霍尔效应的研究方面

薛其坤团队不断尝试提高观测温度、积极寻找新材料

取得一系列新进展

同时积极推动实验成果进入应用领域、加速信息技术革新

 

图3 薛其坤在清华大学实验室内与研究团队学生交流

 

在拓扑量子物理之外

薛其坤团队多年耕耘的另一个世纪难题

是高温超导机理领域

 

2012年，薛其坤带领团队发现了单层铁硒与钛酸锶衬底结合而衍生出的界面高温超导

这一发现，挑战了国际主流共识

在重重质疑面前，“发论文都很难”

但他们坚持了下来，并在2021年进一步提出独有创新观点

在该领域产生了多个成果

推动这一方向理论和实验的快速发展

 

在高温超导机理研究中取得新的中国发现

是薛其坤和研究团队下一步的科学目标

 

他付出了“99%的汗水”

考研3次才录取、读博7年才毕业

“只要不睡觉的时候，都在工作”的他

被同事、学生趣称为“7-11教授”“7-11院士”

却也拥有“1%的天赋”

在科研伙伴眼中，

他有着过人的学术直觉与学术品位

总能敏锐瞄准国际前沿、实现技术飞跃、引领团队创新

“善于发掘并不新奇的实验技术的潜力，发现它更强大的功能，是做出别人做不出来的东西、实现科学突破的要点。”

 

他待人亲和、大方豪爽

可同时也严谨严厉、精益求精，甚至特别“小气”

他在实验中究极细致，要求做科研“一定不能作假、打折扣”

他会对在实验室内上网浏览无关内容的学生生气

因痛心其不珍惜国家提供的优质科研资源而红了眼眶

“实验设备需要爱护，科研经费不能浪费！”

 

他特别容易满足

艰苦的童年令他格外感恩时代赋予的逐梦机遇

别人眼中的困难与失败，

他只视为科学探索中的必经过程

总为发现了“全新的、世界上还没有其他人看到的东西”而由衷喜悦

又特别不容易满足

他不惧深入科学研究的“无人之境”

不到穷尽可能的“极致”绝不停止尝试

他愿以自身努力推动强国建设

誓要彻底走通从重大原创性发现到颠覆性高技术发展的自主创新之路

对祖国与科学的诚挚热爱

构成了薛其坤“作为科学家的强烈幸福感”

 

院士简介

 

薛其坤，1963年12月生，籍贯山东蒙阴。中国共产党党员。1984年在山东大学获得学士学位，1994年在中国科学院物理研究所获得博士学位。1992年至1999年先后在日本东北大学金属材料研究所和美国北卡莱罗纳州立大学物理系学习和工作。2005年起任清华大学物理系教授，同年被增选为中国科学院院士。2010年至2013年任清华大学理学院院长、物理系主任，2011年至2016年任低维量子物理国家重点实验室主任，2013年至2020年任清华大学副校长，2017年起任北京量子信息科学研究院首任院长，2020年起任南方科技大学党委副书记、校长，2022年起任粤港澳大湾区量子科学中心主任。

 

薛其坤是凝聚态物理领域享有国际声誉的实验物理学家，是改革开放以来我国在基础研究领域取得国际引领性重大科学突破的杰出科学家之一。他创造性地发展了分子束外延、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱的超高真空互联系统，成为量子材料在原子尺度可控制备和表征方面国际通用的强大实验技术。在此基础上，他率领团队取得了量子反常霍尔效应和界面高温超导两项原创性科学发现。拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应的实验发现是凝聚态物理领域的一次里程碑性突破，异质结界面高温超导的发现则开启了高温超导的全新研究方向，均在国际上产生巨大学术影响。他作为第一完成人荣获2018年度国家自然科学一等奖，作为首位中国籍科学家荣获国际凝聚态物理最高奖——奥利弗•巴克利奖（2024）和国际低温物理最高奖——菲列兹•伦敦奖（2022）。目前，薛其坤及其领导的研究团队在量子反常霍尔效应和高温超导的相关研究中仍不断取得新的成果，继续引领着这两个方向的国际学术进展。

文章部分转载自清华大学报道