薛其坤,男,汉族,山东蒙阴人,1963年12月出生,国际著名实验物理学家,中国科学院院士、
中国共产党党员。
南方科技大学党委副书记、校长,
巴克利奖获得者,
国家最高科学技术奖获得者。
薛其坤于1994年获得中国科学院大学物理研究所理学博士学位,之后前往日本东北大学金属材料研究所工作。1999年入选中国科学院
百人计划,回国后到中国科学院物理研究所工作,并担任中国科学院表面物理国家重点实验室主任。
2005年,薛其坤成为
清华大学物理系教授、博士生导师,并当选中国科学院院士。此后,他相继担任了清华大学物理系副主任和原子分子纳米科学教育部重点实验室主任。2010年,薛其坤担任
清华大学物理学院院长、物理系主任,并于2011年成为清华大学低维量子物理国家重点实验室主任。
2013年,薛其坤任
清华大学科研院院长、副校长。2017年,出任
北京量子信息科学研究院院长。2020年起任
南方科技大学党委副书记、校长。
薛其坤主要研究方向为扫描隧道显微学、表面物理、
自旋电子学、拓扑绝缘量子态和高温超导电性。他在实验中发现了量子反常霍尔效应,并建立了世界上第一个“低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台”。此外,他的研究颠覆了铜基高温超导是“d-波配对”这一主流认识,对铜氧化物高温超导研究的发展有重要意义,为破解高温超导机理的继续发展奠定了基础。
在科研成果方面,薛其坤曾获国家
自然科学一等奖1项,获国家自然科学二等奖2项、获第三世界科学院物理奖、陈嘉庚科学奖、
国家高层次人才特殊支持计划杰出人才、求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖、菲列兹·伦敦纪念奖等多项奖励与荣誉。
2023年10月24日,
美国物理学会宣布薛其坤获得2023年度的
巴克利奖,这是该奖自1953年设立以来首次颁发给中国籍物理学家。2024年6月24日,薛其坤获2023年度
国家最高科学技术奖。
人物经历
早年与求学
薛其坤出生在
山东省沂蒙山区的一个小村庄,家里兄弟姐妹比较多。小学时正处于“文革”阶段。1976年“文革”结束后,薛其坤才继续初中。读初中时,国家
恢复高考的消息传到了小村庄中,他决心抓住这个机会,走出大山,读大学。1977年,就读于山东蒙阴一中。1980年9月,考入
山东大学光学系
激光专业(理学
学士),1984年7月大学毕业。大二时,他怀着考上了研究生就可能做研究人员、做科学家的想法,下定决心开始考研,但他的考研路并非一帆风顺,1987年9月,才在第三次考试中考上
中国科学院大学物理研究所凝聚态物理专业。1990年9月至1994年7月,薛其坤就读于中国科学院大学物理研究所凝聚态物理专业,1990年7月,获得理学硕士学位。1992年6月,薛其坤在日本东北大学读博士生,受导师
樱井利夫的影响,他每天都是实验室和宿舍“两点一线”,一心都扑到了科研上。1990年,获
中国科学院物理研究所硕士学位。1994年获中国科学院物理研究所理学博士学位。
工作与科研
1984年9月-1987年7月,薛其坤在
曲阜师范大学物理系工作。1994年9月-1999年8月,他又在日本
东北大学金属材料研究所担任助手,在这期间,养成了严谨细致、精益求精的研究习惯。1996年6月,薛其坤在美国
北卡罗来纳州立大学物理系任访问助理教,同年,又被邀请前往美国
圣路易斯,参加
美国物理学会年会,并做报告。
1998年薛其坤入选中科院“
百人计划”,并回国。在中国科学院表面物理国家重点实验室担任主任后,薛其坤一直率领团队在量子物理研究领域中潜心探索。2000年2月-2000年3月,他在IBM
瑞士苏黎世实验室任访问教授。2001年12月-2002年1月,薛其坤又前往
香港大学物理系做访问教授。2005年5月至今,在
清华大学物理系担任教授、博士生导师。薛其坤在
清华大学工作期间,搭建了第一台结合了
分子束外延(MBE)薄膜制备技术、能看到
原子的扫描隧道显微镜(STM)技术和能够对电子结构进行精确
表征的ARPES(角分辨光电子能谱)技术的机器。
2005年11月,薛其坤当选
中国科学院院士,并受邀到国际扫描隧道显微镜会议(STM'05)作报告。2008年,薛其坤开始探索
拓扑绝缘体这个新的领域,深入研究量子反常
霍尔效应。2008年前后,他开始了把MBE技术用于发现全新的界面
高温超导体系的新研究,成功引领了国际学术研究方向。
2010年7月,薛其坤出任
清华大学理学院院长、物理系主任。2011年7月至今,他担任
清华大学低维量子物理国家重点实验室主任。2012年12月6号,薛其坤与团队成功观测到了完美的量子化平台,发现了量子反常霍尔效应。2013年3月,他和团队的研究成果顺利发表在《科学》杂志上。这次试验被
诺贝尔物理学奖得主
杨振宁盛赞。
2013年3月至2013年5月,薛其坤担任清华大学校长助理、科研院院长。2013年5月至2020年11月,薛其坤任清华大学党委常委,副校长。2014、2015年和2017年,薛其坤与团队在磁性掺杂
拓扑绝缘体的磁性和输运性质的调控研究方面取得多次突破。2014年,薛其坤荣获
求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖。2015年,团队实现量子反常
霍尔效应零电导平台的首次观测。同年,受到
美国物理学会年会邀请,到美国
圣安东尼奥报告。
2016年,薛其坤获首届“
未来科学大奖”,他们对薛其坤的评价是“利用
分子束外延,在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现”。2017年1月,薛其坤被评为2016年度“科技创新人物”之一。
2018年,薛其坤与团队大大提高了量子反常霍尔效应观测温度,实现了世界上首次量子反常霍尔效应多层结构。同年,获得国际上的一个纳米科学成就奖。同年10月31日,教育部研究决定,薛其坤为
清华大学副校长。
2019年,薛其坤获得国家自然科学一等奖。2020年11月,薛其坤任
南方科技大学校长,党委副书记。2023年10月24日,
美国物理学会宣布薛其坤获得2023年度的
巴克利奖,这是该奖自1953年设立以来首次颁发给中国籍物理学家。2023年11月28日,薛其坤担任
粤港澳大湾区量子科学创新联盟首届理事长。2024年6月24日,薛其坤获2023年度
国家最高科学技术奖。
社会任职
据不完全统计,下表仅收录部分
主要成就
薛其坤在凝聚态物理领域取得多项引领性的重要科学突破。他率领团队首次实验观测到量子反常
霍尔效应,在国际上产生重大学术影响;在
异质结体系中发现界面增强的
高温超导电性,开启了国际高温超导领域的全新研究方向。
研究综述
薛其坤的主要研究方向为扫描隧道显微学、表面物理、
自旋电子学、拓扑绝缘
量子态和高温超导电性等。
未来科学大奖—物质科学奖对他的获奖评语是“利用
分子束外延,在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现”。他曾获国家
自然科学一等奖1项,获国家自然科学
二等奖2项,
发展中国家科学院院士物理奖、
陈嘉庚数理科学奖、
求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖,入选“
国家高层次人才特殊支持计划”杰出人才。2005年成功当选为
中国科学院院士。
量子反常霍尔效应
2013年3月,薛其坤及团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。在美国物理学家霍尔于1880年发现反常霍尔效应133年后,终于实现了反常霍尔效应的量子化。这是我国科学家从实验上独立观测到的一个重要物理现象,也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。2016年,获首届“
未来科学大奖”,他们对薛其坤的评价是“利用
分子束外延,在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现”。2018年,薛其坤与团队大大提高了量子反常
霍尔效应观测温度,实现世界上首次量子反常霍尔效应多层结构。
约瑟夫森结器件及其制备方法
2018年,薛其坤及同事通过制备具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结,发现铜氧化物中s-波配对占主导地位,该结果重塑了国内外铜基
高温超导是d-波配对的认知,对铜氧化物高温超导研究的发展有重要意义,为破解高温超导机理的继续发展奠定了基础。
微动装置、显微镜扫描头及显微镜装置
2016年,薛其坤及同事利用量子理论中的隧穿效应制备的用来探测物质表面
原子结构的设备,将物质表面原子排列的情况通过电信号表达出来,形成直观的实空间图像信息,这个装置不仅大大提高了微动装置的准直性,还为显微镜扫描头和显微镜提供一种采用所述微动装置。
低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台的研制
2022年9月7日,薛其坤教授主导的国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)“低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台的研制”在北京结题验收。这个实验研究平台不仅可以在超高真空环境下进行
量子材料的原位生长和多自由度精细探测,可以更好地开展
高温超导、量子反常
霍尔效应、拓扑量子物理等前沿研究,还为推动
清华大学物理系实验研究工作奠定了基础。
学术论文
据不完全统计,下表仅收录部分
出版著作
据不完全统计,下表仅收录部分
主要专利
据不完全统计,下表仅收录部分
荣誉与奖励
个人荣誉
据不完全统计,下表仅收录部分
科研奖励
据不完全统计,下表仅收录部分
人才培养
薛其坤十分重视对人才的培养,经常用自己的专业、严谨、求实的学术训练和作风熏陶学生。他的学生成就不凡。2013年,常翠祖考入
麻省理工学院从事
博士后研究,后担任美国
宾夕法尼亚州立大学物理学院助理教授,2018年,获得了美国
斯隆奖;张金松也在进行博士后研究,并在
清华大学物理系工作;冯硝也从美国
斯坦福大学博士毕业,现在在
清华大学北京市未来芯片技术高精尖创新中心工作。
薛其坤秉持着学会科研方法比成果重要的教育理念,鼓励学生们不要把研究过程中碰到的困难看作失败,这正是研究生成长过程中应有的经历和体验。最终成果如何很可能要看运气,重要的是学会科研方法。薛其坤强调团队合作的重要性,他教导学生们要回到科学研究和做人的本质,从根本上理解团队合作的重要性。如果谁发的文章多就表扬谁,肯定不会达到好的目的。他的学生厉建龙攻读博士学位期间,共发表论文6篇,曾获得
中国真空学会“2001年度中国真空科学与技术硕士、博士生优秀论文奖”。
人物评价
盛誉之下,仍然静作量子王国垂钓者。薛其坤身上,一种很典型的气是理性。搞科研,他秉持这种理性一步步
逼近真理,实现对科学“极致”的追求。除了创新的理性之外,身为
清华大学副校长的他,还兼具育人的理性。他懂得给予青年人科研发展的自由之路以充分的尊重和鼓励。(清华新闻评)
在利用分子束外延技术发现量子反常霍尔效应和单层铁超导等新奇量子效应方面做出的开拓性工作。(2016年“未来科学大奖”物质科学奖评)
参考资料
薛其坤.北京科技大学新金属材料国家重点实验室.2024-04-08
薛其坤.南方科技大学深港微电子学院.2024-11-07
薛其坤.南方科技大学教师个人主页.2023-06-01