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70年来首位,这项国际科学大奖花落中国!
2023-10-25 清华大学

北京时间2023年10月24日

美国物理学会

(American Physical Society)宣布

中国科学院院士、清华大学教授

南方科技大学校长薛其坤

获得2024年度的巴克利奖

(2024 Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize)

这是该奖自1953年首次授奖以来

首次颁发给中国籍物理学家

  巴克利奖被公认为是国际凝聚态物理领域的最高奖,旨在表彰在凝聚态物理领域作出卓越贡献的科学家。

  薛其坤和美国哈佛大学教授Ashvin Vishwanath共同凭借“对具有拓扑能带结构的材料的集体电子性质的开创性理论和实验研究(groundbreaking theoretical and experimental studies on the collective electronic properties of materials that reflect topological aspects of their band structure)”获奖。

  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,薛其坤成为巴克利奖授奖70年来首位中国籍的获奖者。

攀更高峰 创“里程碑”

  巴克利奖的授予,是国际物理学界对薛其坤和他所率领的研究团队多年来在拓扑绝缘体及量子反常霍尔效应相关领域持续深耕、锐意创新,并取得不凡成果的进一步高度认可。

  中国基础科学研究所取得的重大进步、中国科学家所作出的具有重大突破意义的研究成果,已然踏入世界舞台中央,在科学发展的“第一梯队”大放异彩。

量子反常霍尔效应的实验发现的最终测量样品和数据

  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,在克服了一道又一道难关后,薛其坤和团队终于成功地在实验上观测到了量子反常霍尔效应,成为“世界首次”!

  该成果于2013年3月在美国《科学》(Science)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”。

薛其坤与研究团队部分成员

  这一中国科学家在实验上独立观测到的重要物理现象,被视为全球基础研究领域的重要科学发现,是世界物理学界最为重要的实验进展之一,为后续国际凝聚态物理研究引领了新的方向。

  近年,国内外多支研究团队在此基础上取得了新的突破,中国智慧的光芒在人类科学发展的历程之中静静闪耀。

  而在应用领域,量子反常霍尔效应及其无耗散边缘态,又将可能在未来被用于发展新一代的低能耗电子学器件,解决一系列瓶颈问题。

薛其坤与研究团队学生交流

  登上一座高峰,只是下一段攻关跋涉的开始。过去十年间,薛其坤和研究团队对物质世界的探索从未停止,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。

  “成果的取得,得益于改革开放以来国家科技实力的持续壮大和基础科学研究的长期深厚积累。这一荣誉,属于团队当中的每一位研究者,更属于国家。”薛其坤坚信,我国会有越来越多引领国际发展的科学发现和成果涌现。

立自强志 逐“中国梦”

  薛其坤有过很多“称号”——

  他是2016年未来科学大奖“物质科学奖”、2020年度菲列兹·伦敦奖等世界级科学大奖的获得者;

  他曾在接受媒体采访时谦逊地自比为“一艘从沂蒙山区驶出的小船”,也曾因从早上7点开始即在实验室埋首工作,晚上11点方才离开而被称为“7-11先生”。

  如今,薛其坤更是身兼科学研究、人才培养、行政事务等多项职务,一天的工作时间要比昔日的“7-11”更长。但其中始终没有改变的,是他在科学研究中探究谜题、满足好奇所获得的精神享受与纯粹幸福。

薛其坤在清华大学物理系办公

  拓扑量子物理之外,清华大学物理系的另一个重要研究方向是高温超导。

  超导和高温超导领域同样受到百余年来数代物理学家的持续关注,其研究推动了人类对自然界特别是电阻传输方面规律的深刻理解,但也遗留有许多在物理学领域至今仍然悬而未决的世纪难题。

  2012年,薛其坤带领清华大学物理系研究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。这一发现挑战了主流共识,并在2021年发表论文进一步提出独有创新观点。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。

2023年,清华大学物理系张定、薛其坤研究团队和合作者在高温超导机理研究中取得重要进展

  无论是在世界范围内首次发现拓扑物质中的量子反常霍尔效应,还是在世界难题面前勇于提出与主流观点相悖的观点,薛其坤和研究团队探寻物质世界的初心从未动摇。

  “清华大学以价值塑造、能力培养、知识传授‘三位一体’的教育底色,同样体现在我们的研究团队当中。”扎实的理论功底、过硬的实验技术、严谨的研究过程,以及勇于“坐冷板凳”和质疑“国际共识”的坚定信念,正是他们挑战世界性科学难题并书写中国答卷的底气。

  “如果能够回到2013年成果发表的那一刻,您想对当时的自己说上怎样的一句话?”

  “我会说……自强不息!”

  天行健,君子以自强不息。薛其坤勉励自己,也呼吁全体中国科学家,要始终面向国家重大需求,以基础研究助力技术革命和产业更新、推动社会进步和人民幸福;要始终面向世界科技前沿,以不懈努力为世界科学发展贡献中国智慧,在国际顶级的学术舞台上奏响属于中国人的科学强音!

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