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薛其坤,3次考研读博7年,从放牛娃到清华副校长,攻克世界顶尖难题,他是谁?

admin admin 发表于2024-04-08 00:58:20 浏览18 评论0

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薛其坤本科在哪

薛其坤本科在哪如下:
薛其坤毕业于山东大学
薛其坤,1962年12月出生于山东省临沂市蒙阴县,1984年毕业于山东大学光学系激光专业,考研“三战”成功,1987年进入中国科学院物理研究所凝聚态物理专业,1994年获得博士学位。
他从2005年起进入清华大学物理系工作,同年当选中国科学院院士,2013年起任清华大学副校长。薛其坤是凝聚态物理领域的知名科学家,主要研究方向为扫描隧道显微学、表面物理、自旋电子学、拓扑绝缘量子态和低维超导电性等。
他带领的研究团队在国际上首次实现了量子反常霍尔效应,这一重大突破获得国家自然科学一等奖。近年来,薛其坤也关注量子信息领域,2017年出任北京量子信息科学研究院首任院长。不久前,
中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习,讲解的科学家正是薛其坤。位于深圳的南科大即将在下个月迎来10周年校庆。2010年12月,教育部同意筹建南方科技大学。2012年4月,教育部同意建立南方科技大学。
作为一所创新型大学,年轻的南科大是国家高等教育综合改革试验校、广东省高水平理工科大学、广东省高水平大学重点建设高校。据南科大官网,作为一所新创大学,学校根据世界一流理工科大学的学科设置和办学模式,
面向国家和珠三角地区战略性新兴产业发展的重大需求,以理、工、医学学科为主,兼具部分特色人文社会学科与管理学科。学校目前已成立25个院系、中心,开设30个本科专业。2018年,南科大入选博士学位授权单位及硕士学位授权单位,
获批数学、物理学、化学、生物学、力学、电子科学与技术等6个硕士学位授权一级学科及工程硕士专业学位授权点,获批数学、物理学、生物学、力学4个博士学位授权点。
南科大创校校长、中科院院士朱清时于2014年9月卸任。1956年出生的中科院院士、流体力学家陈十一从2015年1月至今担任南科大校长。

薛其坤高中在哪上的

他在蒙阴县第一中学上的高中。1962年12月,薛其坤出生于山东省临沂市蒙阴县高都镇西峪村。1977年9月就读于山东省蒙阴县第一中学1980年9月,进入山东大学光学系激光专业。1984年7月本科毕业,获得理学学士学位。1990年7月,硕士毕业,获得理学硕士学位。9月进入中国科学院物理研究所,攻读凝聚态物理专业博士学位。

薛其坤能拿诺贝尔奖吗

薛其坤能否获得诺贝尔奖是一个非常复杂的问题,涉及到众多因素,包括奖项的评选标准、参选者的学术成就、评审团的意见等等。
薛其坤是一位著名的物理学家,他在扫描隧道显微学、表面物理、自旋电子学等领域做出了重要的贡献。他在研究量子物理方面有着卓越的成就,曾获得过多个国内外重要的学术奖项和荣誉。诺贝尔奖是全球最高荣誉的奖项之一,它旨在表彰在科学、文学、和平等领域做出杰出贡献的人士。对于物理学家来说,能够获得诺贝尔奖是对他们学术成就的极高认可。
然而,能否获得诺贝尔奖并不是一个简单的事情。通常,诺贝尔奖评选委员会会考虑候选人的学术成就、创新性、影响力等多个方面,而且通常会优先考虑对人类社会做出重大贡献的候选人。
诺贝尔奖设置的意义:
1、表彰杰出成就:诺贝尔奖旨在表彰在各个领域取得杰出成就的人士,这些成就必须是在科学、文学、和平等领域内做出了卓越的贡献。通过颁发诺贝尔奖,可以激励人们追求卓越、创造创新,并为社会做出积极贡献。
2、推动科学发展:诺贝尔奖的颁发是对科学家们长期研究和探索的认可,同时也为科学界提供了一个标杆。它鼓励人们继续深入研究,发现新的科学原理和思想,推动科学的进步和发展。
3、增强国际合作:诺贝尔奖的颁发不仅仅是对个人成就的认可,也是对国际合作和交流的推动。通过颁发诺贝尔奖,可以促进各国之间的学术交流和合作,加强不同文化之间的沟通和理解。

薛其坤与李凤亮的关系

同事关系。薛其坤于2020年11月任南方科技大学校长,2020年12月釉继任南方科技大学党委副书记。2016年10月,李凤亮从深大调任到南方科技大学任党委副书记,2021年7月,李凤亮在50岁前迎来一个更为重要的职务:南方科技大学党委书记。他也因此成为当时深圳乃至广东高教界为数不多的文科博士“一把手”。薛其坤与李凤亮都就职于南方科技大学,所以是同事关系。

薛其坤的儿子叫什么

薛玉溪。薛其坤于1962年12月19日出生于山东蒙阴,是国际著名实验物理学家、清华大学理学院院长,儿子的名字为薛玉溪。

薛其坤从放牛娃到清华校长,在日留学被蔑视,后来怎样?

后来他回到了自己的祖国,并且他做出了比较大的事业,还为国家做出了贡献,并且他还教了很多学生。
他毕业后就回到了自己的祖国,而且一心一意搞科研,为我国科研事业的发展做出了很大的贡献。
后来相对来说人家现在发展特别不错,通过自己的个人努力达到了一定的水平吧。
1963年,一个小小的放牛娃在山东省临沂市蒙阴县的一个小村庄出生了,并不是每个伟大人物的出生背后都有一个离奇的故事。薛其坤的出生很平常,没有天降异象,就像地球上多了一滴小得不能再小,几乎看不见的水滴罢了。没有人知道他的未来如何,包括他自己,也仅将自己限定于一个贫苦家庭出生的娃娃罢了。都是农民的父母从没有在意过对儿子的教育,整日忙于生计下地种田,心里只想着给他一口饭吃,将他养大就好了。
然而对薛其坤影响最大的也就是一次偶然从老师嘴里知道的“科学家”这三个字,就像许多男孩对新鲜事物的新奇罢了,他对科学家有种莫名的憧憬与神往,但他从未想过自己可以成为这个崇高职业的一员。在那个年代,人们虽然接触信息有限,但都会从课本中知道些为人类历史做出伟大贡献的科学家,加之“科学春天”的口号在当时响彻全国,以前的学生对科学更有了朦胧、朴素的向往,用薛其坤自己的话说,就是“当一个科学家多么伟大”。
也许是骨子里对知识的渴求,即使学校里简陋的设施:桌子是一根砍倒的大树一劈两半做成的,小板凳是自己从家带的;即使每天下课他要忙着回家放牛,但是并不影响他作业的完成,学习成绩的卓越。但真正成为科学家,尤其是杰出的科学家还要走很长的一段路。
“学什么专业不知道,反正能上大学就行”是他内心的真实写照。薛其坤爱学习也贪玩,但学习成绩没差过,中学时一直都是老师心中的重点生,可以说就是全村人的希望,终于他不负所望,如愿考上山东大学,并被光学系激光专业录取,成为全家人的骄傲。
探索之路仍在求索
如愿考上这所985,双一流高校,他的人生是否实现了大反转呢?也许在大多数人眼里,一个农村出来的放牛娃能有今天这样的成就不错了,他也算熬出头了,以后就可以随便找个体面的工作,拿着稳定的收入就行了。简单来说,他的好日子到了。
然而,不知是他存心要和老天作对,还是老天要戏弄他,他不甘于在曲阜师范大学物理系平凡安逸的工作,于是他开始考研,他想要进入中国科学院大学进行读研,但是两次落败,而且一败涂地,第一次考研,高等数学只得了39分。薛其坤毫不犹豫选择二战。奈何命运弄人,第二次考研,大学物理只得了39分。
两次失败,流逝的也许不仅仅是年华,还有机遇也未可知。但他并未选择放弃,决定再次挑战。终于功夫不负有心人,在第三次的时候考研成功。试想这得面临多大来自社会与家庭的压力,而他都选择了承担。终于在1987年,他成功进入中国科学院大学就读。奈何命运弄人,别人读博仅仅花费5年时间,然而偏偏他的时间好像不值钱似的,竟然花了7年时间,难道是他贪玩的心造成的?
日本炼狱生活:“7-11”模式
在读博士一年半后,薛其坤有一个作为交换生去日本东北大学金属材料研究所联合培养的机会。当他去往日本大学留学时才发现国外大学不是乐园。博导樱井利夫治学极其严格,在外号“7-11”的实验室里,薛其坤一周要工作6天,7点来实验室,11点之前不许离开,风雨无阻。尤其是还要承受来自日本对中国人的蔑视,来自骨子里的嘲讽。和很多青年人一样,谁都想要在如此严苛的情况下为自己增加“放松时间”。有一次,他故意7:30才来实验室,结果遭到赤裸裸的批评,致使后来的他再也不敢迟到。
但恶魔式的压迫曾多次使他偷偷坐到马桶上打盹,尽管如此,20分钟以后也必须出来。直到一年半后,薛其坤在日本做的第一个课题取得了科研上的重要突破,这时的薛其坤终于感觉到儿时的梦想并不是那么遥不可及。也就是至此之后,他深深地爱上了搞科研,追求科学,忘却时间,甚至忘记了自己抽烟的时间。自己也凭借着实力,获得了樱井利夫的重视,让他对中国学生刮目相看。
英语烂到谷底
众所周知,他出生在山东的偏僻农村,于是自然而然地,普通话成了他一大难题,常常带有浓重的山东口音,上大学后好些人听他讲话需要半蒙半猜,才可以勉强听懂。
浓重的家乡口音让他的英语口语也好不到哪里去,对此他也毫不忌讳地坦言:我连说一句完整的英文都很困难。但就在如此困难的情况下,他竟然要赴美做学术演讲,对于他来说,简直困难,但他并未放弃,将自己关在一个小房间里,一个单词一个单词地练习,终于在最后的演讲中获得激烈的掌声。
回国后再创辉煌
1998年薛其坤正式回国之后,入选了中国科学院百人计划,他通过自己的努力取得了很多成果,也获得了数不清的荣誉。2013年,薛其坤首次观测到量子反常霍尔效应,也就是因此他一炮而红,逐渐步入人们的视野。由一个不为人所熟知的科学研究者变为人们崇拜敬佩的榜样。搞科研就是这样,不为名,不为利,几十年的潜心研究才获得一日的辉煌。只有忍受寂寞,才能完成最初的梦想。
最终,薛其坤的团队比国外一些知名大学的研究团队更早地发现了量子反常霍尔效应。成为中国的骄傲,为国人增光添彩。最后终成清华副校长,但他并未因此而沾沾自喜,继续潜心研究,沿用樱井利夫的“7-11”模式,用更严格的态度教育自己的学生,为祖国培养出一位位杰出英才。
从一个小农村走出的放牛娃,凭借着自己一步步地探索,终于在中国乃至世界物理发展的里程碑上插上了红旗,这背后的辛酸与血泪又有多少,人们只知道羡慕他们的成果,但丝毫不在乎其中的努力与煎熬,这一路走来,薛琪坤的精神比他的科研成果更值得我们铭记。我们不求成为薛其坤这样的一代英豪,惟愿在自己的世界里多姿多彩。

薛其坤为什么去南方科技大学

南方科技大学资源好。
薛其坤被杨振宁誉为:未来物理诺奖的第一人。
薛其坤表示,此次调研是他上任之后的第一次调研,通过调研,他对学校学院的党的建设、人才培养、学科发展、科学研究、社会服务等情况有了更深入的了解,更加坚定了下一步高质量推动南科大办学事业再上新台阶的信心。
此外,学校将进一步加强研究,科学规划,提升师生的幸福感、获得感,推动学校持续高质量发展。
2010年12月,教育部同意筹建南方科技大学。2012年4月,教育部同意建立南方科技大学。2018年5月,南方科技大学获批为博士学位授予单位。8年就获得博士学位,这个速度堪比宇宙第一速度,国内很多高校建校都快百年了还没博士点呢。
南方科技大学目前有全职院士22人;有4个博士后科研流动站,4个一级学科博士学位授权点,6个一级学科硕士学位授权点,1个硕士专业学位授权点。这师资比清华北大都好,要知道南方科技大学每年本科生非常少。
南方科技大学(简称:南科大)是深圳在中国高等教育改革发展的宏观背景下创建的一所高起点、高定位的公办创新型大学。

3次考研读博7年,从放牛娃到清华副校长,攻克世界顶尖难题,他是谁?

他是薛其坤,他曾经考研失利了两次,博士也读了7年,但是通过自己的努力,成为了清华大学副校长。
薛其坤,从小家境不太好,靠自己努力成为了清华副校长,每一步都走得非常艰辛。
3次考研读博7年,从放牛娃到清华副校长,攻克世界顶尖难题,他就是薛其坤,由他带领的团队,在世界上首个发现了量子反常霍尔效应,因此薛其坤也获得了第一届中国未来科学大奖。
梁启超说过这样一句话“少年强则国强。”每个人心中都有一种为国争光的热情,就是这份情怀,奠定了从小的信念,拼搏的勇气,为今后的发展,祖国的繁荣富强付出一份力量。
生命是有限的,更应该不怕艰苦珍惜时光,蹉跎岁月反而只会带来碌碌无为平庸至极的人生,而努力的程度就会决定今后的方向。也只有在起风的时候才能扬帆起航,乘风破浪,驶向更阔更广丰富的天地,发展心中的理想抱负。
在中国有许许多多杰出的人才,比如薛其坤,这个从放牛娃到清华副校长的人才,经历了三次考研,七年读博,他的每一步都是经过汗水的累积浇灌,才能走向成功。
不忘初心,三次考研
爱迪生曾说过“天才就是百分之九十九的汗水加百分之一的灵感。”1963年薛其坤出生于山东临沂市,他并没有一个显赫的家庭,而是在一个农村家庭从小开始放牛,但他从小科学家的梦想已经开始在他心里萌芽。
他上课用的课桌也是把大树劈开,供给读书学习,板凳自己从家里带。这样一个艰苦的学习环境,他依然没有放弃自我,努力拼搏,成为村里最有希望考上大学的人,也得到了家里人的支持。
不经一番寒彻骨,哪得梅花扑鼻香。1984年,就读于山东大学物理系的薛其坤在大学毕业之际选择了考研究生。两次失败的39分经历,让他开始思考自己的弱点,把基础知识学扎实,终于在第三次考上了研究生。
很多人在本科毕业的时候急急忙忙找工作,而薛其坤不一样,他说“就算第三次考不上,还有第四次,总有一次会考上。”这样的决心,就算失败两次也打击不了他坚定的心。
在追求梦想的路上,或许不是一帆风顺,但只要坚定脚步,努力前进,梦想的果实终会到达彼岸。而持之以恒的努力,又会决定着梦想的高度。
读博七年渐渐靠近梦想
研究生毕业后开始找工作的薛其坤并不是那么容易,在1992年时,薛其坤决定去日本的仙台东北大学研究所读博士。这真的是他人生中一段艰苦的求学历程。为了热爱,为了理想,奔赴异国他乡。
在陌生的地域,语言不通,饮食不惯,远离亲人朋友无依无靠,而又要面对导师的严厉、批评,甚至感受到一种蔑视的眼光。在当下,薛其坤的心忍不住动摇,想要放弃,更想要回到祖国的怀抱。但是凭着对科学的那份热爱,他努力突破自己,坚持不放弃。
莎士比亚说“金字塔是用一块块的石头堆砌而成的。”在求学的路上困难重重,薛其坤依然严格遵守导师的要求,七点之前到达实验室,十一点以后才离开,庆幸的是日本的厕所比较干净,薛其坤困到极致时在保证没人注意到自己的时候,悄悄跑到厕所小小的打个盹。
在他花三天的时间把几千几万个螺丝摆得整整齐齐,严格进行分类后,他领悟到这是科学家一个重要的基本素质培养,以至于在后来实验中有了一个重大的突破。而这个实验的突破使薛其坤得到了导师的重视,同时也激发了他对实验一种更大的兴趣,更加忘我地投入到实验中去。别人读博士用了六年,而薛其坤却用了七年时间。
是的,每一份付出都会有回报,时间不会辜负真诚待他的人。薛其坤就是在这样的环境中一点一点努力没有放弃自我,在一次又一次的考验中突破自我。所以,任何时候的开始都不迟,只要功夫深,铁杵磨成针。行动起来就会离成功近一步,再进一步。
从放牛娃到清华副校长
在放牛娃时期一个朦胧模糊的理想目标,没想到薛其坤真的做到了!三次考研七年读博,一步一步在慢慢开始接近梦想的果实。
回国后的薛其坤,在清华大学任副校长。这段日本求学的历程并没有因时间的推移而消失,而是深深地刻在薛其坤的心中。他有了一种非常强的理念就是科学强国,教育强国,为社会为祖国做贡献,培养出优秀的竞争力人才。
所以薛其坤对学生要求也非常严格,并且得到了一个和自己的导师一样的外号“7-11”。那就是他要求学生七点之前到,十一点之后才可以离开,就这样坚持了二十多年,学生成才的几率更高了。
而更受到大家关注的地方,是因为由他带领的团队,在世界上首个发现了量子反常霍尔效应,因此薛其坤也获得了第一届中国未来科学大奖。曾经的诺贝尔物理奖所获得的都是需要磁场的量子霍尔效应,而薛其坤带领的学术团队是唯一一个不需要磁场的。
在当时全世界最顶尖的研究组,都想攻破这个难题。而薛其坤带领的学术团队做到了,他的这个理想这个抱负在他的努力下终于如愿以偿。这次突破从根本上改变低能耗电子领域发展,为国家在高科技领域的竞争,打下坚实基础。
薛其坤说“从科学上讲,量子反常霍尔效应,是一个关于微观世界电子运动一个全新的规律,它的发现就意味着我们人类对自然界的认知,认识,都达到了一个新的高度。如果我们以量子反常霍尔效应的发现为起点的话,我们还是期待着有更多的新的,关于微观世界电子运动规律的发现。从科学家的角度来看,未来的想象空间是非常大的,机会是无限的。”
成功会眷顾努力的人
作为新时代的青年,要勇于拼搏勇于担当。面对困难与挫折,要心怀希冀,永不言弃勇往直前。薛其坤就是中华儿女的榜样,不忘初心,为社会为国家贡献自己的一份力量。他已经成功却仍然在坚持努力,发展新的领域去寻找新的突破。当成功之时,就会知道一切的付出都是值得的。汗水浇灌的泥土必然是会开出鲜花的。
所以,我们更应该设定好目标,只争朝夕,不负韶华!薛其坤为祖国增添一抹亮丽的色彩,成为中华人民的骄傲,这也是历史上一次重要的突破。
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薛其坤发现的量子霍尔反常效应,为什么说是诺奖级别的成就?

相近的课题,前面已经有2个人获得诺奖,通常诺奖不鼓励第三个吃螃蟹的人
薛没有独立发现,只是在张建议下做试验,差远了
为什么没有获得诺贝尔物理学奖?
1879 年,美国物理学家霍尔在研究金属的导电机制时发现,带电粒子(例如电子)在磁场中运动时会受到洛伦兹力的作用发生偏转,那么在磁场中的电流也有可能发生偏转。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,在导体两端堆积电荷从而在导体内部产生电场,其方向垂直于电流和磁场的方向。当电场力和洛伦兹力相平衡时,载流子不再偏转。而此时半导体的两端会形成电势差。
其中运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。我们在中学都学习过左手定则的方法,将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。
而载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。霍尔的发现后来被称为“霍尔效应”,这个电势差也被称为霍尔电势差。
简单来说,霍尔效应它定义了磁场和感应电压之间的关系。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个横向的作用力,从而在导体的两端产生电压差
虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解,但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用,直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同,霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器,广泛应用于电力系统中。
霍尔效应示意图,作者Peo
人们按照霍尔效应开发的各种霍尔元件被广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航空航天等工业部门和国防领域。
按经典霍尔效应理论,霍尔电阻RH (RH=U/I=K. B/d= B/nqd) 应随B连续变化并随着n (载流子浓度)的增大而减小,但是到了 1980 年,著名物理学家冯·克里津从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现了一种新的量子霍尔效应。他在硅MOSFET管上加两个电极,再把这个硅MOSFET管放到强磁场和极低温下,发现霍耳电阻随栅压变化的曲线上出现了一系列平台,与这些平台相应的霍尔电阻Rh=h/(ne2),其中n是正整数1,2,3……。也就是说,这些平台是精确给定的,是不以材料、器件尺寸的变化而转移的。它们只是由基本物理常数h(普朗克常数)和e(电子电荷)来确定。
这被称为整数量子霍尔效应,后来科学家还发现了分数量子霍尔效应。
当时,物理学者认为除了夸克一类的粒子之外,宇宙中的基本粒子所带的电荷皆为一个电子所带的电荷-e(e=1.6×10-19库伦)的整数倍。而夸克依其类别可带有±1e/3或±2e/3电荷。夸克在一般状况下,只能存在于原子核中,它们不像电子可以自由流动。所以物理学者并不期待在普通凝体系统中,可以看到如夸克般带有分数电子电荷的粒子或激发态。
但是在1982年,华人科学家崔琦和史特莫在二维电子系统中现了分数化的霍尔电阻平台。一开始是发现了?和?两个平台。之后他们制造出了更纯的样品, 更低的温度, 更强的磁场. 85mK 和 280kG, 这是人类第一次在实验室中实现如此低的温度和如此强的磁场(地磁场是 mG 的量级). 这样的实验技术令人叹为观止,他们也因此观察到了更加丰富的结构: 他们也因此观察到了更加丰富的结构。他们的发现由此被称为分数量子霍尔效应。
冯·克里津获得1985年诺贝尔物理学奖,而崔琦和史特莫则获得了 1998 年诺贝尔奖。到了2005年,英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应,斩获2010年的诺贝尔物理学奖。
简单来说,量子霍尔效应一般都是在超低温和强磁场等极端条件下出现。在极端条件下,电子的偏转不再像普通霍尔效应中一样,而是变得更加剧烈并且偏转半径变得很小,仿佛就在导体内部围绕着某点转圈圈。也就是说,导体中间的部分电子被“锁住了”,要想导通电流只能走导体的边缘。
量子霍尔效应与霍尔效应最大的不同之处在于横向电压对磁场的响应明显不同. 横向电阻是量子化的:
2018年12月18日,英国《自然》杂志刊登复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》,这也是中国科学家首次在三维空间中发现量子霍尔效应。
后来,中国科技大学与其合作团队在《自然》刊登论文表示,他们通过实验验证了三维量子霍尔效应,并发现了金属-绝缘体的转换。他们发现,人们能够通过控制温度和外加磁场实现金属-绝缘体的转化。这种原理可以用来制造“量子磁控开关”等电子元器件。三维量子霍尔效应材料中的电子迁移率都很快,电子能快速传输和响应,在红外探测、电子自旋器件等方面拥有应用前景。再次,三维量子霍尔效应因具有量子化的导电特性,还能应用于特殊的载流子传输系统。
这个时候,就要讲到量子反常霍尔效应了,因为霍尔效应实现量子化,有着两个极端苛刻的前提条件:一是需要十几万高斯的强磁场,而地球的磁场强度才不过0.5高斯;二是需要接近于绝对零度的温度。
在此背景下,科学家们又提出了一个设想:普通状态下的霍尔现象会出现反常,那么,量子化的霍尔现象是否也能出现反常?如果有,不是就可以解决外加高磁场的先决条件了吗?
也就是说量子反常霍尔效应它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生。在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。自1988年开始,就不断有理论物理学家提出各种方案,然而在实验上没有取得任何进展。
我们可以用一个简单的比喻,来说明量子霍尔效应和量子反常霍尔效应之间的关系,我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。
然而,量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,“相当于外加10个计算机大的磁铁,这不但体积庞大,而且价格昂贵,不适合个人电脑和便携式计算机。”而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场,在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。
2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应,并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应,但一直没有取得突破。因此量子反常霍尔现象也被称为物理学研究皇冠上的明珠。
量子反常霍尔效应实现非常困难,需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径,但所需的材料和结构非常难以制备,因此在实验上进展缓慢。
2009 年,薛其坤和他的团队也开始了对量子反常霍尔效应的攻坚之路,薛其坤在许多人的眼里,并不算是一个天才。
1963 年,薛其坤出生山东省沂蒙山区的一个小村庄,家里兄弟姐妹比较多。读小学、中学时,农村条件还相对落后,大人们都在为生计而努力。薛其坤也没有做什么物理学家的梦,只是有书读那就读。后来,国家恢复高考的消息传来,薛其坤觉得不能浪费这个机会,就开始用心备战高考。
1980 年,17岁的薛其坤考入山东大学光学系,之所以选择光学系也是因为老师推荐了这个专业,对什么专业都不懂的薛其坤依葫芦画瓢填了这个专业。1984年毕业的薛其坤开始边工作边考研,结果考了三次才考上中科院物理所。1990 年硕士毕业之后,结果又花了 7 年时间才拿到博士文凭。
薛其坤有个外号,叫“7-11院士”。熟悉他的人都知道,早上7点进实验室,一直干到晚上11点离开,这样的作息,薛其坤坚持了20年。薛其坤认为自己既然不是“天才”,那就做个“笨人”吧。做好一个“笨人”,才是不容易的。
从2009 年,薛其坤团队经过近5年的研究,从拓扑绝缘体材料生长初期的成功,再到后期克服实验中的重重难关,薛其坤团队付出了常人难以想象的努力。但实验最终的成功与否,还要看一个标志性实验数据——在零磁场中,能否让磁性拓扑绝缘体材料的霍尔电阻跳变到25813欧姆的量子电阻值。
他们生长测量了1000多个样品。最终,他们利用分子束外延方法,生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜,并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。这是首次在实验上发现量子反常霍尔效应。
2010年,课题组完成了对1纳米到6纳米(头发丝粗细的万分之一)厚度薄膜的生长和输运测量,得到了系统的结果,从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。
2011年,课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控,使得其体材料成为真正的绝缘体,去除了其对输运性质的影响。
2012年初,课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性,并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。
2012年10月,课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内,此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。
课题组克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关,一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控,最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。
近5年艰苦卓绝的协同攻关,薛其坤团队克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关,一步步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控,最终为这一物理现象的实现画上了完美句号。
《科学》杂志的一位审稿人说:“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说:“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。”

八个字激励短句,山大这8个字激励我不甘停步


齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 徐玉芹 10月15日上午9时,庆祝山东大学建校120周年大会在该校中心校区体育场举行。中国科学院院士、南方科技大学校长、山东大学光学系1980级校友薛其坤作为校友代表致辞。
薛其坤在致辞中表示,120年来,山大以培养“最优秀的本科生”为办学理念,凝成了勤奋严谨的优良学风。在山大本科四年打下的扎实基础使他受益终生。而大二那年的一次意外获奖,点燃了他立志投身科学的火花,“激发了我探索未知的热情”。
薛其坤出生于沂蒙革命老区,1984年从山大本科毕业后,被分配到曲阜师范大学工作三年,经历过三次考研的考验、在中科院物理所攻读博士七年的磨炼和在日本、美国留学八年的坚持。2020年底,在清华大学工作15年后,薛其坤南下祖国改革开放最前沿深圳,由清华大学副校长转任南方科技大学校长。
薛其坤一直从事实验物理研究,他所率领的研究团队于2012年发现量子反常霍尔效应,因此获得国家自然科学一等奖、菲列兹·伦敦奖、复旦—中植科学奖。他还与马大为、王小云、彭实戈等三位山大校友一起,获得过未来科学大奖。
薛其坤对母校的本科教育十分认同。他说,一流本科教育是一流大学的底色。120年来,山大以培养“最优秀的本科生”为办学理念,凝成了勤奋严谨的优良学风。“从我略显坎坷的求学和成长经历中大家可以看出,我从来不是最有天分的学生,但在山大严谨学风熏陶下,大学四年我没有敢缺席也没有缺席过一堂课。尽管自己不是班级中学习成绩上的佼佼者,但由此打下的扎实基础使我受益终生。”
薛其坤清楚地记得,大二时,学校举行五四青年节科学论文比赛,他和同宿舍的毛英立同学合写的一篇目前看来没有什么学术含量的小论文竟然获得了一等奖,奖品是个精美的塑皮日记本,“这是我在校期间获得的最高荣誉”。这次活动使他理解了知识学习与创新发现的距离和关系,让他深深体会到了学无止境的真谛,“意外的获奖更是点燃了我立志投身科学的火花,激发了我探索未知的热情。”
薛其坤说,120年来,山东大学薪火相传,“学无止境 气有浩然”的校训已经潜移默化地融入每一位山大人的基因里。正是因为“学无止境 气有浩然”,他在两次考研失败之后没有放弃理想追求,最终跨入科研的大门;在日本留学时能敢于面对“7-11”魔鬼式训练,养成了吃苦耐劳异于常人的坚强品格;在攻克量子反常霍尔效应难题后不甘停步,带领学生向高温超导机理这一科学难题发起新的冲锋。“‘学无止境 气有浩然’让我怀有中国科学家的自豪和自强,在科学前沿不断探索,为国家的科技自立自强和建设新时代一流研究型大学奋斗。”
薛其坤表示,作为山大学子,他为母校的发展和取得的巨大成就感到骄傲,为自己是一个山大人而感到自豪。衷心祝愿母校以百廿校庆为契机,谋好新局,续写新篇,再创辉煌,早日实现建成世界一流大学的宏伟目标,为祖国富强和民族复兴作出新的贡献。
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