據(jù)中新網(wǎng)1月8日消息，中國(guó)2018年度國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)8日在北京舉行，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)副校長(zhǎng)薛其坤教授領(lǐng)導(dǎo)的清華大學(xué)、中科院物理研究所實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)完成的“量子反?；魻栃?yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)”項(xiàng)目，獲得本年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)中唯一的一等獎(jiǎng)。

薛其坤教授1987年考入中國(guó)科學(xué)院物理研究所師從陸華研究員攻讀碩士和博士學(xué)位。1992-1994年作為中日聯(lián)合培養(yǎng)博士生在日本東北大學(xué)金屬材料研究所櫻井研究室做訪問(wèn)研究。1996-1997年他以訪問(wèn)助理教授身份在美國(guó)北卡萊羅納州立大學(xué)物理系A(chǔ)spnes教授的研究組做研究一年。

1999年薛其坤教授回到中國(guó)，著手搭建在中科院物理所的實(shí)驗(yàn)室，著力發(fā)展國(guó)內(nèi)落后的高靈敏的試驗(yàn)技術(shù)，并大力培養(yǎng)這方面國(guó)內(nèi)稀缺的人才。他先后作為首席科學(xué)家承擔(dān)了科技部的重大研究計(jì)劃項(xiàng)目。在拓?fù)浣^緣體、低維超導(dǎo)和納米科學(xué)等三個(gè)物理學(xué)的熱點(diǎn)研究方向上，他的研究團(tuán)隊(duì)研究水平處于世界領(lǐng)先行列，在國(guó)際上開(kāi)辟了利用分子束外延-掃描隧道顯微鏡研究的拓?fù)浣^緣體和低維超導(dǎo)的研究方向。

從2009年起，薛其坤教授領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)研究團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)、中科院物理所、斯坦福大學(xué)的研究者合作，對(duì)量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行攻關(guān)。歷時(shí)4年努力，薛其坤教授團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)了逾千個(gè)樣品，終于找到一種叫做磁生拓樸絕緣體薄膜的特殊材料，并從實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到“量子反?；魻栃?yīng)”。

在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域，量子霍爾效應(yīng)研究是一個(gè)非常重要的研究方向。量子反?；魻栃?yīng)不同于量子霍爾效應(yīng)，它不依賴與強(qiáng)磁場(chǎng)而由材料本身的自發(fā)磁化產(chǎn)生。在零磁場(chǎng)中就可以實(shí)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)，更容易應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｋ璧碾娮悠骷?。薛其坤教授團(tuán)隊(duì)從實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到“量子反?；魻栃?yīng)”是世界首次。

“建立新的科學(xué)理論、發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)效應(yīng)和科學(xué)規(guī)律是基礎(chǔ)研究‘皇冠上的明珠’?！毖ζ淅ぴ菏拷邮懿稍L時(shí)表示，量子反?；魻栃?yīng)是一個(gè)基于全新物理原理的科學(xué)效應(yīng)，是新中國(guó)成立以來(lái)中國(guó)獨(dú)立觀測(cè)到的不多的科學(xué)效應(yīng)之一，是中國(guó)物理學(xué)工作者對(duì)人類科學(xué)知識(shí)寶庫(kù)的一個(gè)重要貢獻(xiàn)。

他認(rèn)為，量子反?；魻栃?yīng)的發(fā)現(xiàn)是改革開(kāi)放40年間中國(guó)在基礎(chǔ)研究上的一個(gè)重大成果，也標(biāo)志著中國(guó)拓?fù)淞孔游锢淼膶?shí)驗(yàn)研究居世界領(lǐng)先地位。

據(jù)了解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)在真實(shí)材料中發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)，長(zhǎng)期以來(lái)一直是物理學(xué)家追求的目標(biāo)。自1988年開(kāi)始就不斷有理論物理學(xué)家提出各種方案，然而之前在實(shí)驗(yàn)上沒(méi)有取得任何重要進(jìn)展。因?yàn)榉闯；魻栃?yīng)的量子化需要材料的性質(zhì)同時(shí)滿足三項(xiàng)非?？量痰臈l件：

一是材料的能帶結(jié)構(gòu)必須具有拓?fù)涮匦詮亩哂袑?dǎo)電的一維邊緣態(tài)，即一維導(dǎo)電通道；二是材料必須具有長(zhǎng)程鐵磁序從而存在反常霍爾效應(yīng)；三是材料的體內(nèi)必須為絕緣態(tài)從而對(duì)導(dǎo)電沒(méi)有任何貢獻(xiàn)，只有一維邊緣態(tài)參與導(dǎo)電。在實(shí)際的材料中實(shí)現(xiàn)以上任何一點(diǎn)都具有相當(dāng)大的難度，而要同時(shí)滿足這三點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家來(lái)講更是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

薛其坤研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)結(jié)合分子束外延生長(zhǎng)、極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微鏡、角分辨光電子能譜技術(shù)，在表面、界面、低維物理學(xué)領(lǐng)域做出了國(guó)際一流的工作。2008年，薛其坤研究團(tuán)隊(duì)抓住拓?fù)浣^緣體這個(gè)新領(lǐng)域興起的契機(jī)，在國(guó)際上率先建立了拓?fù)浣^緣體薄膜的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制，利用分子束外延生長(zhǎng)出國(guó)際最高質(zhì)量的樣品。

薛其坤教授團(tuán)隊(duì)的“反常量子霍爾效應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)引發(fā)國(guó)際學(xué)術(shù)界高度關(guān)注，其研究成果論文很快被《科學(xué)》雜志接受發(fā)表，三名匿名審稿人一致給予高度評(píng)價(jià)。著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主楊振寧直言，這是第一次從中國(guó)實(shí)驗(yàn)室里發(fā)表的諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的物理學(xué)論文。

“量子反常霍爾效應(yīng)”這項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)不僅是科學(xué)上的重要突破，研究成果應(yīng)用方面也具有意義深遠(yuǎn)的影響，它將會(huì)推動(dòng)新一代的低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展，可能加速推進(jìn)信息技術(shù)革命的進(jìn)程。

“量子反?；魻栃?yīng)”研究團(tuán)隊(duì)在清華大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室得到國(guó)家強(qiáng)力支持，擁有的五套精密實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本上都是當(dāng)前世界的最高水平，科研儀器不但能在材料的原子尺度上控制材料的生長(zhǎng)，還可以在原子尺度上表征它的性能，從而把材料的量子特性以及物理、化學(xué)特性在控制方面達(dá)到一個(gè)前所未有的水平。

薛其坤教授指出，嚴(yán)謹(jǐn)高效的團(tuán)隊(duì)合作、過(guò)硬的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，也使得中國(guó)科學(xué)家率先發(fā)現(xiàn)的量子反常霍爾效應(yīng)經(jīng)受住了歷史的考驗(yàn)，成果論文發(fā)表后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果已先后得到東京大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、普林斯頓大學(xué)等科學(xué)界同行的反復(fù)嚴(yán)格驗(yàn)證。

他表示，“量子反?；魻栃?yīng)”研究團(tuán)隊(duì)要以獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)為契機(jī)，繼續(xù)努力探索，爭(zhēng)取做出更多新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)成果應(yīng)用的發(fā)展，增強(qiáng)中國(guó)人的科學(xué)自信、文化自信，為中華民族真正走向世界科學(xué)的中央和站穩(wěn)中央、堅(jiān)守中央作出貢獻(xiàn)。