薛其坤 （中国物理学家）

简介

薛其坤于1994年获得中国科学院物理研究所获理学博士学位。1999年任中国科学院表面物理国家重点实验室主任，中国科学院物理所研究员。2005年任清华大学物理系教授、博士生导师，同年11月当选中国科学院院士。2006年任清华大学物理系副主任。2007年5月至今清华大学原子分子纳米科学教育部重点实验室主任。2010年任清华大学理学院院长、物理系主任。2011年任清华大学低维量子物理国家重点实验室主任。2013年任清华大学党委委员、常委、科研院院长、副校长。2017年任北京量子信息科学研究院院长；2020年11月，任南方科技大学党委副书记、校长。

薛其坤致力于扫描隧道显微学、分子束外延、拓扑绝缘量子态和高温超导电性的研究。在实验上发现量子反常霍尔效应，打造了世界上第一个“低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台”。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。研发了微动装置、显微镜扫描头及显微镜装置，还为显微镜扫描头和显微镜提供一种采用所述微动装置。

在科研成果方面，薛其坤曾获国家自然科学一等奖，两次获国家自然科学二等奖，获第三世界科学院物理奖、陈嘉庚科学奖、国家特支计划杰出人才、求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖、未来科学大奖－物质科学奖、（首届）全国创新争先奖章、菲列兹·伦敦纪念奖、北京市突出贡献中关村奖和复旦-中植科学奖等奖励与荣誉。

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（理学学士学位），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-1992年6月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年获中国科学院大学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，在日本东北大学金属材料研究所担任助手，养成了严谨细致、精益求精的研究习惯。1996年6月，任美国北卡罗来纳州立大学物理系任访问助理教，同年，受邀来于美国圣路易斯到美国物理学会年会报告。1999年，国际扫描探针显微镜会议，1999年8月至2007年7月，在中国科学院物理所研究员、博士生导师、SF04研究组组长，同年，受邀来到国际扫描探针显微镜会议作报告。1998年入选中科院“百人计划”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，在IBM瑞士苏黎士实验室任访问教授。2005年5月至今，在清华大学物理系担任教授、博士生导师。在清华搭建一台，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）以及能够对电子结构进行精确表征的ARPES（角分辨光电子能谱）三种技术的机器。。同年当选中国科学院院士，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。2011年7月至今，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，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月至今，担任清华大学校长助理、科研院院长。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方面取得多次突破。2014年，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，获首届“未来科学大奖”，他们对薛其坤的评价是“利用分子束外延技术，在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现”。薛其坤和他的团队当之无愧成为清华在基础科学领域的一张“名片”。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。同年，获得国际上的一个纳米科学成就奖。2019年，获得国家自然科学一等奖的获奖证书。

社会任职

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主要成就

研究综述

薛其坤的研究工作主要涉及利用扫描隧道显微镜、扫描隧道显微学、表面物理、自旋电子学、拓扑绝缘量子态和低维超导电性等。未来科学大奖—物质科学奖对他的获奖评语是“利用分子束外延技术，在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现”。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，第三世界科学院物理奖、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“国家特支计划”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“利用分子束外延技术，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。同年，获得国际上的一个纳米科学成就奖。

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

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出版著作

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主要专利

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荣誉与奖励

荣誉

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科研奖励

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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，常翠祖考入美国麻省理工学院从事博士后研究，后被任为美国宾夕法尼亚州立大学物理学院助理教授，2018年，获得了美国斯隆研究奖；张金松在进行博士后研究，后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”。

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硒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）