青年科學家張遠波專注凝聚態物理,堅持「做好自己的事情」

2020-11-26 上海新聞網

  復旦大學特聘教授張遠波,專業是凝聚態物理,可記者對他的第一印象,是一次關於論文文字表述的採訪。

  這位2016年入選「長江學者」特聘教授的青年學者認為,對語言文字的準確應用代表了嚴謹的學術規範和治學態度,這已是全球學界公認的「法則」。以物理專業為例,作為推論證據的實驗數據與結論之間的關聯程度不同,論文中所用的動詞也不一樣,在英文裡以「suggest」「indicate」「prove」「reveal」等語氣強弱程度不同的詞來表達,在中文裡,「顯示」「推定」「證明」等也有微妙區別,使用時不能有一點誇大、變形。

  在每一個細節精益求精,探索未知的新領域,這位青年科學家用一句話概括自己的科學態度:「做好自己的事情。」在日前舉行的上海市科技獎勵大會上,他獲得青年科技傑出貢獻獎。

  探索二維材料特殊性質

  張遠波多年來專注於探索新型二維材料中的新物理,在多個方向做出具有國際影響力的重要成果。2014年,他的課題組與中國科技大學的陳仙輝教授課題組在國際上率先成功製備了以新型二維晶體黑磷為基礎的場效應電晶體器件,首次表明黑磷是製備場效應電晶體的一種性能優異的新型二維材料,有巨大的應用前景。在此之前,張遠波和合作者於2005年在石墨烯中發現了反常的半整數量子霍爾效應。這項發現引發了之後國際上對石墨烯研究的熱潮。

  他曾在美國從事研究工作,促成他回國加盟復旦的,是當時學校物理學系實行的「青年PI制」:博士畢業的年輕人只要本領過硬,即可成為博士生導師,成立自己的實驗室,並獲得一筆啟動經費。之後在項目申請、實驗設計、成果發表等環節,科學家具有充分的自主權。自2011年回國,今年已是張遠波在復旦的第9個年頭。

  「我們一直在努力,探索二維材料的特殊性質,」張遠波說。伴隨著單原子層的石墨材料——石墨烯被成功分離出來,二維材料的概念被正式提出來。僅由一層碳原子構成的薄片,這就是石墨烯。作為二維材料的石墨烯,與之對應的母體材料就是石墨,即二維材料依靠層間範德瓦爾斯相互作用堆積而成的層狀材料。自上世紀70年代起,層狀材料就由於電荷密度波、超導、鋰電池等領域的研究頗受關注。對於二維材料的深入研究,不僅有可能幫助人類揭開這些層狀母體材料的謎團,還可能發現蘊藏於其中的不存在於三維體系中的物理。更重要的是,二維材料的所有原子都暴露在表面上,沒有被藏起來的「體」的部分,相比三維體材料更易被調控。

  新材料新物性是研究出發點

  近幾年,磁性二維材料成為新的研究熱點。最新的相關研究中,研究人員採用絕緣的層狀磁性材料Cr2Ge2Te6和CrI3作為研究對象,利用光學手段探測到材料中的二維磁性。但這些材料都是絕緣的,而且鐵磁轉變溫度遠低於室溫,在電子學器件的製備和應用上有很大阻礙。

  去年10月,張遠波帶領的團隊在二維磁性材料領域取得重大突破——發現一種新型的磁性二維材料Fe3GeTe2,為研究二維巡遊磁性提供全新的理想體系。更為重要的是,張遠波團隊利用他們自己的技術,用鋰離子插層Fe3GeTe2薄層,使得樣品的鐵磁轉變溫度提高到室溫以上,為未來基於這種材料研發超高密度、柵壓可調且室溫可用的磁電子學器件提供新的可能性。

  「基礎研究並不是僅以應用為導向,而是探索各種可能性。新的材料、新的物性,都是我們研究的出發點。」張遠波說。對研究團隊而言,未來還有著更多的可能性等待他們去發現、探索。(解放日報記者 彭德倩)


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編輯:王丹沁  

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