追求极致！他带领团队勇闯“无人区”揭秘量子反常霍尔效应

2023年度国家最高科学技术奖得主之一薛其坤，是凝聚态物理领域享有国际声誉的实验物理学家。戳视频，让我们来了解一下这位追求极致的科学家。

在清华大学低维量子物理国家重点实验室，薛其坤院士正在和研究团队一起分析最新的实验结果。从2012年首次在实验上观测到量子反常霍尔效应到现在，12年来，团队一直在持续推进更深层次的原理和应用的基础研究，并不断取得更多新的进展。

1879年，埃德温•霍尔发现了霍尔效应。1980年，冯•克利青发现了量子霍尔效应，即在强磁场的作用下，电流只在二维电子系统的边缘流动，并且没有电阻。科学家们进一步探索，希望发现一种不依赖于强磁场也能产生量子霍尔效应的材料。这个材料可以给看不见摸不着的电子建立一个“高速公路”，没有电阻，从而有可能解决电子器件发热的根本问题。这个不依赖强磁场也能产生量子霍尔效应的现象就是量子反常霍尔效应。

2023年度国家最高科学技术奖得主 中国科学院院士 薛其坤：量子反常霍尔效应，就是在拓扑绝缘体这个材料中，存在着一个关于电子运动的全新的规律。对我们科学家来讲也是一个非常奇妙神奇的物理现象，所以我们非常希望把它的谜解开，看看它是不是存在。

一直以来，量子反常霍尔效应仅停留在理论层面，并没有被实验证实。2009年，薛其坤带领团队向这个“无人区”探索。

作为一个科学家，薛其坤喜欢向未知发起挑战，在实验方法上独辟蹊径。他在多年、多种实验技术发展积累的基础上，创新性地将分子束外延、扫描隧道显微镜、角分辨光电子能谱等多种互补的精密实验手段互联于一个超高真空系统，解决了低维量子材料对环境污染极其敏感的关键问题，后来被证明是在原子尺度精密制备和调控量子材料的最佳方法之一。

在此基础上，薛其坤团队先后制备测量了1000多个样品，一步一步地提高样品质量。经过持续不断的反复推理、实验，2012年底，薛其坤团队在世界上首次在实验上观测到了量子反常霍尔效应。关于此项研究成果的论文很快被接受发表于《科学》杂志。在约一年后，该结果被国际上多个实验室在相同体系中重复，从而确认了该发现。

2023年度国家最高科学技术奖得主 中国科学院院士 薛其坤：从我们这个实验过程可以看到，我们几乎要穷尽所有的可能性，体现了在科学上追求极致这样一种态度。

勇闯“无人区”既需要有担当的魄力，又需要持之以恒的毅力。在严谨的科研过程中，薛其坤还发现了异质结界面高温超导，为解决高温超导机理开辟了全新的途径。该发现在国际超导研究界引起了重大反响。现在，薛其坤仍奋战在科研一线，率领团队为解决高温超导机理问题、高温量子反常霍尔效应和拓扑量子物态的应用、拓扑量子计算的实现等重大科学问题继续努力奋斗。

（总台央视记者 艾达 张春玲）