薛其坤近影。 　　本文配圖均由清華大學提供

薛其坤（右三）帶領團隊成員研討解決科學問題。

薛其坤（右一）指導學生開展學術研究。

　　早上7點到實驗室、晚上11點離開，薛其坤因其規律的工作安排，被大家稱為“7—11先生”。這樣的作息，他雷打不動堅持了30多年。

　　薛其坤的研究領域是凝聚態物理，是研究凝聚態物質的物理性質與微觀結構以及它們之間關系的學科，是當今物理學最大也是最重要的分支學科之一。在該領域，他率領團隊不斷突破，創造性地發展一系列國際通用的強大實驗技術，取得量子反常霍爾效應、界面高溫超導等原創性科學發現。每一項成果都很重大、每一個都是難啃的“硬骨頭”。

　　不斷攀登高峰，動力何來？“對科學研究的熱情與執著，對推進國家科技進步的職責和信念，促使我努力向前。”這是薛其坤給出的答案。

　　

　　科學家小傳

　　薛其坤：實驗物理學家。1963年12月生，山東蒙陰人。1984年在山東大學獲得學士學位，1994年在中國科學院物理研究所獲得博士學位。先后在中國科學院物理研究所、清華大學、南方科技大學工作，2005年當選為中國科學院院士，是改革開放后我國成長起來的杰出科學家之一。

　　

　　在認知范圍內，挑戰最難的、有價值的研究

　　“不跟風，專注於做‘從0到1’的研究”，薛其坤的合作者、學生，都對他的科研品味印象深刻。

　　量子反常霍爾效應是一個全新的量子效應，由於其存在不需要外加磁場，在推動新一代的低能耗晶體管和電子學器件的發展上，更具應用前景，成為全球凝聚態物理學家關注的焦點。

　　從2009年起，薛其坤領導的聯合團隊，對量子反常霍爾效應的實驗發起沖擊。雖然，團隊前期完成了很好的基礎工作，但量子反常霍爾效應出現的實驗條件非常苛刻，實現極為困難。能否找到合適的材料，在這種材料中又能不能觀測到量子反常霍爾效應，一切都是未知數。

　　認准這座科研高峰，薛其坤義無反顧地去攀登。

　　先后生長測量了1000多個樣品、一步步提高樣品質量，2012年底，薛其坤團隊終於成功在實驗中觀測到量子反常霍爾效應。這是反常霍爾效應提出131年后，首次觀測到反常霍爾效應的量子化。2013年，該成果很快在《科學》雜志上發表，被審稿人稱為“凝聚態物理界一項裡程碑式的工作”。

　　在認知范圍內，挑戰最難的、有價值的研究，貫穿薛其坤做科研的始終。

　　1999年，薛其坤回國，在中國科學院物理研究所建立研究團隊和實驗室。他創造性地將多種精密實驗手段互聯於一個超高真空系統，解決了低維量子材料對環境污染極其敏感的關鍵問題。

　　利用該獨特技術，薛其坤領導團隊在半導體表面的量子薄膜、納米結構的控制生長和量子尺寸效應研究上，很快取得一系列國際領先的研究成果。該技術也成為國際通用的強大實驗技術，被近百個研究組採用。

　　2005年，薛其坤到清華大學工作。帶著“做點更大的事”的想法，他瞄准長期困擾物理學界的難題——高溫超導。經過多年摸索，2012年，他帶領團隊發現了單層鐵硒與鈦酸鍶襯底結合而產生出的界面高溫超導。該發現挑戰主流共識，增進了科學界對超導材料的認識，國際超導界開展大量追蹤研究。這是高溫超導領域，中國科學家開辟的全新研究方向。

　　在薛其坤看來，挑戰難題關乎科學精神培養。他曾以做菜來打比方，教導學生：學會了紅燒肉是進步，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。他認為，做重要問題都要大功夫，幾個月就能做出來的，通常不是有分量的工作，也難以錘煉學生的精神品質。

　　薛其坤的博士生、清華大學副教授馮硝對此深有感觸。據她回憶，自己剛開始跟隨薛其坤讀博時，他就諄諄告誡：“跟著他讀博士，不是為了發文章，而是要在專業領域做重大意義的工作。”“攀登科學高峰，薛老師身體力行、率先垂范，感召、鞭策我們一路拼搏向前。”馮硝說。

　　薛其坤身先士卒，帶領團隊持續拼搏，在原始創新領域闊步前行。2017年，他帶領團隊將量子反常霍爾效應觀測溫度提高了一個數量級，並首次實現量子反常霍爾效應多層結構﹔2018年，其團隊與合作者首次發現一種內稟磁性拓扑絕緣體，開啟了國際上又一個熱點研究方向……

　　今天，沿著量子反常霍爾效應以及相關量子態的應用研究、高溫超導機理研究兩個方向，薛其坤團隊正開展攻關。“這是國際凝聚態物理領域最關注的研究方向，我們要努力站在世界科技前沿。”他說。

　　日復一日與樣品、數據打交道，是快樂和享受

　　理論物理學家的預言對不對，往往需要實驗物理學家長時間去驗証。優秀的物理直覺、堅韌的投入，兩者缺一不可。

　　做量子反常霍爾效應實驗，薛其坤團隊用來實驗的樣品，是用分子束外延技術一層一層長的，僅有5納米的厚度，相當於頭發絲的十萬分之一，每制備一個都非常不易。這樣的樣品，4年中，他們做了1000多個。

　　實驗失敗是家常便飯。每次失敗后，薛其坤就會再次帶領團隊優化樣品、改進方法。再失敗、再優化、再改進，一路上“升級打怪”，直至實驗取得成功。

　　2012年初，從理論上看，薛其坤帶領團隊似乎解決了所有能想到的問題，然而，量子反常霍爾效應的實驗結果離最終成功還非常遙遠。團隊成員、清華大學物理系教授何珂回憶，那段時間大家壓力很大，付出了這麼多努力，“擔心研究就此停滯不前”。

　　關鍵時刻，薛其坤給大家打氣，講述科研中追求極致、經受磨煉的重要性。他常用自己“做針尖”的故事鼓勵團隊。攻讀碩士期間，薛其坤用到的實驗儀器是場離子顯微鏡，樣品是金屬針尖。他在導師的嚴格監督下，每天至少要試做3個針尖，兩年做了1000多個針尖。其間雖沒有發表任何文章，但熟練掌握的實驗技術，對后續工作幫助很大。

　　薛其坤認為，隻要踏踏實實、安下心來做東西，就終有收獲。薛其坤的執著和激情感染了團隊，一輪輪沖刺，最終實現了突破。

　　生長於山東省蒙陰縣的一個山村，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”。他從小就立志長大后當科學家，為了追逐這個夢想，他一直奮發拼搏，克服了一個又一個困難。

　　薛其坤多次提及自己考研經歷。第一次考研究生時，他由於高等數學成績不理想而惜敗。之后，他到山東曲阜師范大學任教，一邊教書，一邊為考研做准備。1987年，薛其坤終於考研成功，進入中國科學院物理研究所凝聚態物理專業學習。

　　在實驗室，日復一日與樣品、數據打交道，薛其坤不僅不覺得苦，而且樂在其中。他說，每當實現重大突破的時候，那種滿足感是其他事情很難替代的。受他感染，越來越多的團隊成員品味出做科研的魅力，力爭把實驗做完美，在物理學前沿長跑。

　　今天，作為實驗物理學家，在凝聚態物理領域，“皮實”的薛其坤已經享有國際聲譽。2013年起擔任清華大學副校長，2020年起任南方科技大學黨委副書記、校長，身兼科學研究、人才培養、行政管理等多項職責，無論角色怎麼變，他長期堅持的“7-11”作息習慣沒有變，對科研的極致追求也沒有變。

　　他說，“夜深人靜時，與自然界、與文章打交道，那種感覺很純粹、很幸福。”

　　應有足夠自信去挑戰重大科學難題、解決核心技術難題

　　實現量子反常霍爾效應，材料需要既具備磁性又是絕緣體，由於磁體通常為導體，這是一個自相矛盾的要求。

　　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。

　　薛其坤對學生和藹親切，與他們打成一片、談天說地，天馬行空聊技術、談想法，但是他一旦發現學生在實驗操作上有絲毫馬虎，他就會嚴厲批評，嚴肅告誡他們做實驗必須專心致志，否則一個小細節不注意，都會導致測量結果不准確。

　　生活中的薛其坤爽朗豪氣，顯得大大咧咧，對很多事不太在意，但是進入科研狀態時，他像變了一個人似的，極其嚴謹細致，特別是把各類實驗儀器都看得非常重。他常說，這些儀器很昂貴，如果不好好用，既浪費時間，也浪費科研資源。

　　作為科學家，薛其坤處處求新、求變。王亞愚介紹，大家與薛其坤討論科學問題時會發現，他與一般人“想清楚了，再做”不同，他認為“對一些想清楚的問題，就沒必要再去下大功夫去研究了”。相反，對那些反復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現。在科研中，薛其坤一向倡導獨辟蹊徑，尤其對與主流學術認識不一致的觀點，興致盎然。在同事們看來，他這些與眾不同的認識和行為習慣，是其取得科研突破的一個重要原因。

　　薛其坤淡泊明志，談及取得的卓越成就時，他總是很謙遜地表示，現代科學研究是團隊合作的結晶，沒有優秀團隊緊密高效合作，不可能有量子反常霍爾效應等重大原創突破，個人在其中的貢獻其實是微不足道的。

　　十年樹木，百年樹人。薛其坤以創新人才培養為己任，為此傾注了大量心血。據清華大學物理系教授、黨委書記肖志剛介紹，薛其坤在教育教學中，致力於傳播嚴謹的學風，他甚至要求那些科研不夠細致的學生把論文修改10遍且把每遍修改后的版本發給他審改，以此倒逼他們形成精益求精的治學態度。薛其坤這一招被肖志剛等教師在教育教學中吸收借鑒。

　　滿園春色，桃李芬芳。薛其坤為國家培養了一批凝態物理學領域創新人才，他們中已有1人被評選為中國科學院院士，30余人次入選國家級人才計劃。

　　薛其坤帶領團隊取得的創新成就讓中國凝態物理學大步挺進國際最前沿，他本人憑借在量子反常霍爾效應方面的創新突破摘得國際凝聚態物理領域的最高獎——美國物理學會奧利弗·巴克利獎。這是該獎自1953年授獎以來，首次頒發給中國籍物理學家。在此之前，薛其坤已作為第一完成人榮獲2018年度國家自然科學獎一等獎，並獲得國際低溫物理最高獎——菲列茲·倫敦獎。

　　薛其坤從沂蒙山區走出，一路成長為在凝態物理學領域具有重要國際影響的科學家。回顧自己的人生跨越歷程，他頗為感慨地說，黨的改革開放政策為中國科學家取得更多更大創新成果、實現更高人生價值創造了良好環境，為中國科學走向世界奠定了堅實基礎。

　　作為中國科學家代表，薛其坤經常受邀到國際會議上作報告。這彰顯國際科技界對中國科研成就的認可和重視，讓他感到自豪的同時，也讓他肩頭有更多沉甸甸的責任。他表示，我們中國科學家要繼續努力拼搏，取得更多原創成果，推進人類認知、增進人類共同福祉。

　　薛其坤指出，今天的中國，科研條件和環境都得到顯著提升，中國科技工作者應有足夠自信去挑戰重大科學難題、解決核心技術難題，為加快建設科技強國，實現高水平科技自立自強作出更大貢獻。

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