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        南京大學物理學院副院長繆峰
        在原子世界里“搭積木”
        發布時間: 來源: 人民日報

        繆峰在作學術報告。受訪者供圖

          人物名片

          繆峰:1982年生,江蘇海安人,南京大學物理學院教授、博士生導師、副院長,南京大學類腦智能科技研究中心主任。主要從事凝聚態物理、納米電子學領域研究,具體方向包括二維材料量子調控研究、二維材料信息器件研究等。先后獲得過江蘇省雙創計劃、江蘇省杰出青年基金、國家杰出青年科學基金等資助。2021年獲中國物理學會“黃昆物理獎”。

          搭積木并不稀奇,但在原子世界里“搭積木”卻令人難以想象。南京大學物理學院的一間實驗室里,在一臺改裝過的顯微鏡下,南京大學教授、博士生導師繆峰將石墨烯、氮化硼、硫化鉬等透明的原子片層一層一層疊加在一起,如同一本薄薄的書。

          “原子積木”有什么用?這是一個從原子世界出發,研發新材料,實現新屬性和新功能的前沿領域?!皢蝹€原子太小,看不見也摸不著,將其組成一個片層就能看到?!笨姺逭f,把金屬、半導體、絕緣體等不同類型的原子片層疊加起來,會形成新材料,擁有新屬性,好比把蘋果切片和芒果切片疊加起來,會得到一種全新的口味。

          2022年9月,國際頂級學術期刊《自然》在線發表了繆峰團隊在量子模擬前沿的最新突破——把兩個石墨烯雙原子層以旋轉180度+0.75度的角度疊加,施加一個垂直電場后,得到了一種全新的量子材料,并首次觀測到量子“中間態”。這一創新成果,未來有望應用于人工智能硬件技術開發領域,改變人們的生活。

          從小立志學習物理,大學畢業后瞄準二維材料領域前沿

          2004年夏天,南京祿口國際機場,看著兒子背起行囊出國留學的背影,繆峰的父親不禁感嘆:以后再想見到兒子怕是難了。但繆峰堅定地告訴父親——自己一定會回來的?!拔覐男刃木捅容^篤定,知道自己喜歡什么、要做什么?!笨姺逭f。

          繆峰,1982年出生于江蘇省南通市海安縣。小時候,父母工作忙,他就喜歡搗鼓制作一些小玩具,對生活中的電子產品都特別感興趣。他曾將太陽帽上的電動小馬達拆下來,安裝到做好的小木船上,改造成電動船,跟小伙伴們一起玩。上小學時,他就把家里的電視機拆了,研究里面的電路板;雷雨天,家里的保險絲燒斷了,每次都是他自己動手更換。

          高中畢業時,父母想讓繆峰報考醫學院,但他毫不猶豫地填報了南京大學物理學系(現南京大學物理學院)。本科畢業后,他又按照自己的想法,出國攻讀物理學博士學位,選擇了當時還很少人關注的二維材料領域,圍繞其基礎物理性質開展研究。

          二維材料是世界上最薄的材料,厚度僅有一個原子?!耙趯嶒炛蝎@取這樣薄的材料非常具有挑戰性——需要用最鋒利的‘刀’才能‘削’出來。在實驗過程中,我和導師一起邊干邊學?!笨姺逭f。

          博士畢業后,繆峰出人意料地選擇到產業實踐中鍛煉自己?!拔蚁霌Q個視角,學會從產業發展的角度判斷基礎研究的價值?!笨姺逭f。

          博士后階段完成后,繆峰的同學和同事有很多都留在了國外知名高校任教,或者創業,但繆峰選擇了回國,在2012年回到母校南京大學物理學院任教。

          “這個決定其實早在8年前出國留學時就做出了,一直不曾改變?!笨姺逭f。

          敢闖敢試,在基礎和應用領域間“架橋”,攻關視覺傳感器等項目

          回到南京大學以后,繆峰按照自己所學的兩個細分領域——二維材料基礎物性和智能器件,分別招收學生和培養人才。這兩個領域之間幾乎沒有學術關聯,一個是從0到0.1的原創性基礎研究,另一個是從1到10的產業化應用研究。但回國4年后,經過不斷的探索,繆峰打算在這兩個領域之間搭建起一座“立交橋”。

          “我專門設立了一個從0.1到1的交叉方向,打破基礎和應用兩個方向之間的壁壘?!笨姺逭f,這樣一來,基礎研究方向的學生就會關注應用落地等實際需求,應用研究方向的學生也會關注基礎領域的突破。一類新型的視覺傳感器,就是這種“融合”的產物。

          “人的眼睛之所以能一邊看一邊識別判斷,是因為在視網膜上分布著不同的視覺細胞。特別是有一種特殊的雙極細胞,當光線照進來時,會將光轉變為正負兩種不同的電信號?!笨姺褰忉屨f,用“原子積木”拼成的新材料,如果能夠模擬視網膜的雙極細胞,實現對光的正負響應,就可能變得像人眼一樣“聰明”。

          從2017年開始,繆峰團隊開始攻關視覺傳感器的科研項目,其應用有望在智慧交通、智能安保等領域發揮重要作用?!澳壳?,我們已設計出耐高溫憶阻器、彈道雪崩探測器、室溫高靈敏紅外探測器等幾十種新型信息器件。從設計圖紙到實驗室原型再到生產線,實現初步應用一般需要三到五年?!笨姺逭f。

          精神傳承,引導學生志存高遠,成長為對國家有用的人

          在搭建“立交橋”過程中,繆峰得到了南京大學物理學院前輩邢定鈺院士的支持。

          “兩個學科的融合發展,本身就很有挑戰性——不能一頭高一頭低,否則會基礎不牢;搭建‘橋梁’更是難上加難——要修得平、跑得穩,不然難以成功?!笨姺逭f,他曾經對要不要選擇最具挑戰性的研究方向有些猶豫,但邢院士鼓勵他:“有新的方向就要去闖,搞科研不能怕失敗?!?/span>

          得知中科院的一個院士團隊在二維材料原材料合成上有新技術,邢定鈺牽線搭橋幫助雙方開展合作,為后續研究提供了高質量的樣品。

          “讀本科時,邢院士給我們上統計物理課,很多公式都是現場推導的。他對教學的嚴謹、對科研的執著,深深影響了我?!笨姺逭f,他從邢定鈺院士年輕時留學的故事中,深深感受到了科研報國的熱忱。如今,這份熱忱,也通過繆峰傳遞給了更多年輕學子。

          “國家發展需要科技實力的支撐,我們一定要志存高遠,成長為對國家有用的人?!比ツ昵锛緦W期的一次大會上,繆峰向學生們講起了自己和前輩的科研經歷,“要有與全世界最好的團隊賽跑、并跑,甚至領跑的決心,要有敢于攻克世界科學難題的精氣神!”

          入職10年,繆峰已帶出近20名博士畢業生。學生們遇到科研難題,繆峰都會耐心地指導、幫助,有時甚至一起加班到凌晨,“我想告訴學生在關鍵環節不能后退,也想讓他們知道,大家是一個團隊,在學術道路上要一起攜手奮斗?!?/span>

          2014級博士生小高,面試時的表現不太好?!拔以揪芙^了他,但他一次次表示很想加入我們團隊,讓我想起了年輕時的自己?!笨姺逭f,他被這份真誠與執著打動了。小高入學后,繆峰一直引導他將這份執著精神投入到科研創新上。

          搭建一回“原子積木”,需要好幾天不間斷的工作,只要一步出錯就要推倒重來。為此,小高晚上經常睡在實驗室,力求把工作做到完美,讀博期間就有了多項重要成果?!艾F在,小高正在國外做博士后,他學成后也將回國效力?!笨姺逶捳Z中透著自豪。

          學以報國是最大動力(記者手記)

          采訪中,記者印象最深的是繆峰談及回國選擇時說,那年在南京祿口機場,他并不是單純地想安慰父親,他在出國前就已下定決心,一定要回來。去,就是為了回。

          一次次選擇全新研究領域,一次次向科學高峰發起沖擊,學以報國是他最大的動力。不能把搞科研僅僅當成是發幾篇文章,那樣對國家無益,對學科發展無益,他不愿那樣做??姺褰洺ψ约旱膶W生說,要堅定學術理想,更要立足于國家需求、民生需求,要將個人成長同國家發展緊緊地聯系起來。他是這樣說的,也是這樣做的。


        責任編輯:劉曉璇

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