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攻克量子世界制高點—記薛其坤院士領(lǐng)銜的科研團隊
中央政府門戶網(wǎng)站 www.nakedoat.com   2013年04月12日 10時30分   來源:新華社

    新華社北京4月12日電(記者 李江濤、吳晶晶)初春時節(jié),北京傳出喜訊:清華大學(xué)物理系和中科院物理所聯(lián)合組成的團隊在實驗中首次發(fā)現(xiàn)量子反?;魻栃?yīng),這被著名物理學(xué)家楊振寧稱之為“諾貝爾獎級”的科研成果。

    在凝聚態(tài)物理中,量子霍爾效應(yīng)占據(jù)著極其重要的地位。整數(shù)量子霍爾效應(yīng)和分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)的實驗分別發(fā)現(xiàn)于1985年和1998年,獲諾貝爾物理學(xué)獎。這次中國科學(xué)家首次在實驗上觀測到的量子反?;魻栃?yīng),被認(rèn)為可能是量子霍爾效應(yīng)家族最后一個有待實驗發(fā)現(xiàn)的成員。為實現(xiàn)這一基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的重大突破,以清華大學(xué)薛其坤院士領(lǐng)銜的團隊花費整整四年時間。

    從1992年讀博士起,薛其坤就一直從事薄膜生長動力學(xué)的系統(tǒng)研究,至今已累積了20余年的經(jīng)驗,他因此獲得兩項國家自然科學(xué)二等獎。在他的指導(dǎo)下,科研團隊僅用三四個月時間就在國際上率先建立了拓?fù)浣^緣體薄膜的分子束外延生長動力學(xué),實現(xiàn)了對樣品生長過程在原子水平上的精確控制,薄膜樣品質(zhì)量很快達到了國際領(lǐng)先水平。

    雖然材料生長動力學(xué)這一關(guān)鍵問題得以解決,但這并不意味著接下來就是一片坦途。實現(xiàn)量子反?;魻栃?yīng)所需的三個苛刻條件帶來的種種難題他們都遇到了,實驗面臨的瓶頸數(shù)次讓整個團隊舉步維艱。然而,他們沒有放棄,而是選擇獨辟蹊徑,最終找到一條現(xiàn)在看來非常合理的技術(shù)路線。這得益于研究組的緊密合作,他們幾乎每天都通過郵件和電話交流實驗結(jié)果,每兩三周都進行一次討論,分析實驗的所有細(xì)節(jié),制定詳盡的下一步計劃。

    許多團隊成員說:“每一點進步都得益于精誠合作、聯(lián)合攻關(guān),我們這些有不同專長、不同性格、不同思路的研究人員為了一個共同的目標(biāo)而努力,互相交流,互相促進,是取得成功的關(guān)鍵。”

    團隊成員在過去四年里共生長和測量1000多個樣品,并通過一次次的生長、測量、反饋、調(diào)整,爭取在每一步都做到極致。功夫不負(fù)有心人,每半年到9個月,他們就會克服一個困難,向前跳一級,一個個激動人心的成果接踵而來。

    2012年10月的一個晚上,薛其坤收到學(xué)生的短信:他們在實驗中發(fā)現(xiàn)了量子反?;魻栃?yīng)的跡象!歷史將這一時刻定格,在美國物理學(xué)家霍爾1880年發(fā)現(xiàn)反常霍爾效應(yīng)130多年后,人類終于實現(xiàn)了其量子化!

    量子反?;魻栃?yīng)這一重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)證明,中國科學(xué)家的科學(xué)素養(yǎng)、研究水平和對實驗技術(shù)的掌握,已與國際先進水平接軌。在中國加大投入基礎(chǔ)科學(xué)研究20年后,中國科學(xué)界已經(jīng)具備一批國際水平的科學(xué)家向世界科學(xué)領(lǐng)域“亮劍”。

    現(xiàn)在,這個誕生于中國本土的優(yōu)秀科研團隊仍在為量子反常霍爾效應(yīng)的應(yīng)用前景而奮斗著。薛其坤說:“作為清華的一名教師和科研工作者,培養(yǎng)一流的人才,創(chuàng)造一流的科技成果,服務(wù)于創(chuàng)新型國家建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展,是我們始終不懈追求的目標(biāo),也唯此才能為實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興的‘中國夢’作出自己的貢獻?!?/p>

 
 
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