薛其坤近影。 　　本文配圖均由清華大學(xué)提供

薛其坤（右三）帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員研討解決科學(xué)問題。

薛其坤（右一）指導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)術(shù)研究。

　　早上7點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室、晚上11點(diǎn)離開，薛其坤因其規(guī)律的工作安排，被大家稱為“7—11先生”。這樣的作息，他雷打不動(dòng)堅(jiān)持了30多年。

　　薛其坤的研究領(lǐng)域是凝聚態(tài)物理，是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)以及它們之間關(guān)系的學(xué)科，是當(dāng)今物理學(xué)最大也是最重要的分支學(xué)科之一。在該領(lǐng)域，他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷突破，創(chuàng)造性地發(fā)展一系列國(guó)際通用的強(qiáng)大實(shí)驗(yàn)技術(shù)，取得量子反?；魻栃?yīng)、界面高溫超導(dǎo)等原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。每一項(xiàng)成果都很重大、每一個(gè)都是難啃的“硬骨頭”。

　　不斷攀登高峰，動(dòng)力何來？“對(duì)科學(xué)研究的熱情與執(zhí)著，對(duì)推進(jìn)國(guó)家科技進(jìn)步的職責(zé)和信念，促使我努力向前?！边@是薛其坤給出的答案。

　　

　　科學(xué)家小傳

　　薛其坤：實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。1963年12月生，山東蒙陰人。1984年在山東大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1994年在中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲得博士學(xué)位。先后在中國(guó)科學(xué)院物理研究所、清華大學(xué)、南方科技大學(xué)工作，2005年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士，是改革開放后我國(guó)成長(zhǎng)起來的杰出科學(xué)家之一。

　　

　　在認(rèn)知范圍內(nèi)，挑戰(zhàn)最難的、有價(jià)值的研究

　　“不跟風(fēng)，專注於做‘從0到1’的研究”，薛其坤的合作者、學(xué)生，都對(duì)他的科研品味印象深刻。

　　量子反?；魻栃?yīng)是一個(gè)全新的量子效應(yīng)，由於其存在不需要外加磁場(chǎng)，在推動(dòng)新一代的低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展上，更具應(yīng)用前景，成為全球凝聚態(tài)物理學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　從2009年起，薛其坤領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，對(duì)量子反?；魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)起沖擊。雖然，團(tuán)隊(duì)前期完成了很好的基礎(chǔ)工作，但量子反常霍爾效應(yīng)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)條件非常苛刻，實(shí)現(xiàn)極為困難。能否找到合適的材料，在這種材料中又能不能觀測(cè)到量子反?；魻栃?yīng)，一切都是未知數(shù)。

　　認(rèn)準(zhǔn)這座科研高峰，薛其坤義無反顧地去攀登。

　　先后生長(zhǎng)測(cè)量了1000多個(gè)樣品、一步步提高樣品質(zhì)量，2012年底，薛其坤團(tuán)隊(duì)終於成功在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到量子反?；魻栃?yīng)。這是反?；魻栃?yīng)提出131年后，首次觀測(cè)到反常霍爾效應(yīng)的量子化。2013年，該成果很快在《科學(xué)》雜志上發(fā)表，被審稿人稱為“凝聚態(tài)物理界一項(xiàng)裡程碑式的工作”。

　　在認(rèn)知范圍內(nèi)，挑戰(zhàn)最難的、有價(jià)值的研究，貫穿薛其坤做科研的始終。

　　1999年，薛其坤回國(guó)，在中國(guó)科學(xué)院物理研究所建立研究團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室。他創(chuàng)造性地將多種精密實(shí)驗(yàn)手段互聯(lián)於一個(gè)超高真空系統(tǒng)，解決了低維量子材料對(duì)環(huán)境污染極其敏感的關(guān)鍵問題。

　　利用該獨(dú)特技術(shù)，薛其坤領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體表面的量子薄膜、納米結(jié)構(gòu)的控制生長(zhǎng)和量子尺寸效應(yīng)研究上，很快取得一系列國(guó)際領(lǐng)先的研究成果。該技術(shù)也成為國(guó)際通用的強(qiáng)大實(shí)驗(yàn)技術(shù)，被近百個(gè)研究組採(cǎi)用。

　　2005年，薛其坤到清華大學(xué)工作。帶著“做點(diǎn)更大的事”的想法，他瞄準(zhǔn)長(zhǎng)期困擾物理學(xué)界的難題——高溫超導(dǎo)。經(jīng)過多年摸索，2012年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結(jié)合而產(chǎn)生出的界面高溫超導(dǎo)。該發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)主流共識(shí)，增進(jìn)了科學(xué)界對(duì)超導(dǎo)材料的認(rèn)識(shí)，國(guó)際超導(dǎo)界開展大量追蹤研究。這是高溫超導(dǎo)領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)家開辟的全新研究方向。

　　在薛其坤看來，挑戰(zhàn)難題關(guān)乎科學(xué)精神培養(yǎng)。他曾以做菜來打比方，教導(dǎo)學(xué)生：學(xué)會(huì)了紅燒肉是進(jìn)步，但之后再做紅燒魚、紅燒海參等紅燒類菜肴，就沒多大意思，做研究、寫文章同樣如此。他認(rèn)為，做重要問題都要大功夫，幾個(gè)月就能做出來的，通常不是有分量的工作，也難以錘煉學(xué)生的精神品質(zhì)。

　　薛其坤的博士生、清華大學(xué)副教授馮硝對(duì)此深有感觸。據(jù)她回憶，自己剛開始跟隨薛其坤讀博時(shí)，他就諄諄告誡：“跟著他讀博士，不是為了發(fā)文章，而是要在專業(yè)領(lǐng)域做重大意義的工作?！薄芭实强茖W(xué)高峰，薛老師身體力行、率先垂范，感召、鞭策我們一路拼搏向前?！瘪T硝說。

　　薛其坤身先士卒，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)拼搏，在原始創(chuàng)新領(lǐng)域闊步前行。2017年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將量子反常霍爾效應(yīng)觀測(cè)溫度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，並首次實(shí)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)多層結(jié)構(gòu)﹔2018年，其團(tuán)隊(duì)與合作者首次發(fā)現(xiàn)一種內(nèi)稟磁性拓?fù)浣^緣體，開啟了國(guó)際上又一個(gè)熱點(diǎn)研究方向……

　　今天，沿著量子反?；魻栃?yīng)以及相關(guān)量子態(tài)的應(yīng)用研究、高溫超導(dǎo)機(jī)理研究?jī)蓚€(gè)方向，薛其坤團(tuán)隊(duì)正開展攻關(guān)?！斑@是國(guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最關(guān)注的研究方向，我們要努力站在世界科技前沿。”他說。

　　日復(fù)一日與樣品、數(shù)據(jù)打交道，是快樂和享受

　　理論物理學(xué)家的預(yù)言對(duì)不對(duì)，往往需要實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家長(zhǎng)時(shí)間去驗(yàn)証。優(yōu)秀的物理直覺、堅(jiān)韌的投入，兩者缺一不可。

　　做量子反?；魻栃?yīng)實(shí)驗(yàn)，薛其坤團(tuán)隊(duì)用來實(shí)驗(yàn)的樣品，是用分子束外延技術(shù)一層一層長(zhǎng)的，僅有5納米的厚度，相當(dāng)於頭發(fā)絲的十萬分之一，每制備一個(gè)都非常不易。這樣的樣品，4年中，他們做了1000多個(gè)。

　　實(shí)驗(yàn)失敗是家常便飯。每次失敗后，薛其坤就會(huì)再次帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化樣品、改進(jìn)方法。再失敗、再優(yōu)化、再改進(jìn)，一路上“升級(jí)打怪”，直至實(shí)驗(yàn)取得成功。

　　2012年初，從理論上看，薛其坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)似乎解決了所有能想到的問題，然而，量子反?；魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果離最終成功還非常遙遠(yuǎn)。團(tuán)隊(duì)成員、清華大學(xué)物理系教授何珂回憶，那段時(shí)間大家壓力很大，付出了這麼多努力，“擔(dān)心研究就此停滯不前”。

　　關(guān)鍵時(shí)刻，薛其坤給大家打氣，講述科研中追求極致、經(jīng)受磨煉的重要性。他常用自己“做針尖”的故事鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)。攻讀碩士期間，薛其坤用到的實(shí)驗(yàn)儀器是場(chǎng)離子顯微鏡，樣品是金屬針尖。他在導(dǎo)師的嚴(yán)格監(jiān)督下，每天至少要試做3個(gè)針尖，兩年做了1000多個(gè)針尖。其間雖沒有發(fā)表任何文章，但熟練掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)后續(xù)工作幫助很大。

　　薛其坤認(rèn)為，隻要踏踏實(shí)實(shí)、安下心來做東西，就終有收獲。薛其坤的執(zhí)著和激情感染了團(tuán)隊(duì)，一輪輪沖刺，最終實(shí)現(xiàn)了突破。

　　生長(zhǎng)於山東省蒙陰縣的一個(gè)山村，薛其坤說，自己曾是沂蒙山裡娃，不怕挫折，吃得了苦，特別“皮實(shí)”。他從小就立志長(zhǎng)大后當(dāng)科學(xué)家，為了追逐這個(gè)夢(mèng)想，他一直奮發(fā)拼搏，克服了一個(gè)又一個(gè)困難。

　　薛其坤多次提及自己考研經(jīng)歷。第一次考研究生時(shí)，他由於高等數(shù)學(xué)成績(jī)不理想而惜敗。之后，他到山東曲阜師范大學(xué)任教，一邊教書，一邊為考研做準(zhǔn)備。1987年，薛其坤終於考研成功，進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)學(xué)習(xí)。

　　在實(shí)驗(yàn)室，日復(fù)一日與樣品、數(shù)據(jù)打交道，薛其坤不僅不覺得苦，而且樂在其中。他說，每當(dāng)實(shí)現(xiàn)重大突破的時(shí)候，那種滿足感是其他事情很難替代的。受他感染，越來越多的團(tuán)隊(duì)成員品味出做科研的魅力，力爭(zhēng)把實(shí)驗(yàn)做完美，在物理學(xué)前沿長(zhǎng)跑。

　　今天，作為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域，“皮實(shí)”的薛其坤已經(jīng)享有國(guó)際聲譽(yù)。2013年起擔(dān)任清華大學(xué)副校長(zhǎng)，2020年起任南方科技大學(xué)黨委副書記、校長(zhǎng)，身兼科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、行政管理等多項(xiàng)職責(zé)，無論角色怎麼變，他長(zhǎng)期堅(jiān)持的“7-11”作息習(xí)慣沒有變，對(duì)科研的極致追求也沒有變。

　　他說，“夜深人靜時(shí)，與自然界、與文章打交道，那種感覺很純粹、很幸福?！?/p>

　　應(yīng)有足夠自信去挑戰(zhàn)重大科學(xué)難題、解決核心技術(shù)難題

　　實(shí)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，材料需要既具備磁性又是絕緣體，由於磁體通常為導(dǎo)體，這是一個(gè)自相矛盾的要求。

　　說來也巧，在王亞愚眼中，一些看似矛盾的因素，在薛其坤身上卻完美地融合在一起。

　　薛其坤對(duì)學(xué)生和藹親切，與他們打成一片、談天說地，天馬行空聊技術(shù)、談想法，但是他一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上有絲毫馬虎，他就會(huì)嚴(yán)厲批評(píng)，嚴(yán)肅告誡他們做實(shí)驗(yàn)必須專心致志，否則一個(gè)小細(xì)節(jié)不注意，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

　　生活中的薛其坤爽朗豪氣，顯得大大咧咧，對(duì)很多事不太在意，但是進(jìn)入科研狀態(tài)時(shí)，他像變了一個(gè)人似的，極其嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，特別是把各類實(shí)驗(yàn)儀器都看得非常重。他常說，這些儀器很昂貴，如果不好好用，既浪費(fèi)時(shí)間，也浪費(fèi)科研資源。

　　作為科學(xué)家，薛其坤處處求新、求變。王亞愚介紹，大家與薛其坤討論科學(xué)問題時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，他與一般人“想清楚了，再做”不同，他認(rèn)為“對(duì)一些想清楚的問題，就沒必要再去下大功夫去研究了”。相反，對(duì)那些反復(fù)思考而不得其解的問題，我們才要多探討和摸索，從中更可能獲得新的發(fā)現(xiàn)。在科研中，薛其坤一向倡導(dǎo)獨(dú)辟蹊徑，尤其對(duì)與主流學(xué)術(shù)認(rèn)識(shí)不一致的觀點(diǎn)，興致盎然。在同事們看來，他這些與眾不同的認(rèn)識(shí)和行為習(xí)慣，是其取得科研突破的一個(gè)重要原因。

　　薛其坤淡泊明志，談及取得的卓越成就時(shí)，他總是很謙遜地表示，現(xiàn)代科學(xué)研究是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)晶，沒有優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)緊密高效合作，不可能有量子反?；魻栃?yīng)等重大原創(chuàng)突破，個(gè)人在其中的貢獻(xiàn)其實(shí)是微不足道的。

　　十年樹木，百年樹人。薛其坤以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為己任，為此傾注了大量心血。據(jù)清華大學(xué)物理系教授、黨委書記肖志剛介紹，薛其坤在教育教學(xué)中，致力於傳播嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，他甚至要求那些科研不夠細(xì)致的學(xué)生把論文修改10遍且把每遍修改后的版本發(fā)給他審改，以此倒逼他們形成精益求精的治學(xué)態(tài)度。薛其坤這一招被肖志剛等教師在教育教學(xué)中吸收借鑒。

　　滿園春色，桃李芬芳。薛其坤為國(guó)家培養(yǎng)了一批凝態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新人才，他們中已有1人被評(píng)選為中國(guó)科學(xué)院院士，30余人次入選國(guó)家級(jí)人才計(jì)劃。

　　薛其坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)取得的創(chuàng)新成就讓中國(guó)凝態(tài)物理學(xué)大步挺進(jìn)國(guó)際最前沿，他本人憑借在量子反常霍爾效應(yīng)方面的創(chuàng)新突破摘得國(guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)——美國(guó)物理學(xué)會(huì)奧利弗·巴克利獎(jiǎng)。這是該獎(jiǎng)自1953年授獎(jiǎng)以來，首次頒發(fā)給中國(guó)籍物理學(xué)家。在此之前，薛其坤已作為第一完成人榮獲2018年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，並獲得國(guó)際低溫物理最高獎(jiǎng)——菲列茲·倫敦獎(jiǎng)。

　　薛其坤從沂蒙山區(qū)走出，一路成長(zhǎng)為在凝態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域具有重要國(guó)際影響的科學(xué)家?；仡欁约旱娜松缭綒v程，他頗為感慨地說，黨的改革開放政策為中國(guó)科學(xué)家取得更多更大創(chuàng)新成果、實(shí)現(xiàn)更高人生價(jià)值創(chuàng)造了良好環(huán)境，為中國(guó)科學(xué)走向世界奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　作為中國(guó)科學(xué)家代表，薛其坤經(jīng)常受邀到國(guó)際會(huì)議上作報(bào)告。這彰顯國(guó)際科技界對(duì)中國(guó)科研成就的認(rèn)可和重視，讓他感到自豪的同時(shí)，也讓他肩頭有更多沉甸甸的責(zé)任。他表示，我們中國(guó)科學(xué)家要繼續(xù)努力拼搏，取得更多原創(chuàng)成果，推進(jìn)人類認(rèn)知、增進(jìn)人類共同福祉。

　　薛其坤指出，今天的中國(guó)，科研條件和環(huán)境都得到顯著提升，中國(guó)科技工作者應(yīng)有足夠自信去挑戰(zhàn)重大科學(xué)難題、解決核心技術(shù)難題，為加快建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)作出更大貢獻(xiàn)。

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