本报讯(记者 易蓉)近日,上海交通大学贾金锋、郑浩团队“实验证实超导态‘分段费米面’”科研成果入选2022年度“中国科学十大进展”,这是上海交大时隔11年再次入选中国科学十大进展。记者昨天从上海交大新闻发布会获悉,近年该校持续强化基础科研,启动“基础研究特区计划”和“2030计划”,分别斥资2亿元持续支持科学家开展基础研究。
“费米面”决定了固体材料的电学、光学等多种物理性质,对费米面的人工调控,是材料物性调控的最重要途径。德国物理学家彼得·福尔德在58年前提出理论预言——在原本没有费米面的超导体能隙中可产生一种特殊“分段费米面”,但始终无人突破实验瓶颈。贾金锋、郑浩团队创新将拓扑物理中的理论和实验手段运用到超导领域,设计制备了拓扑绝缘体/超导体(Bi2Te3/NbSe2)异质结体系,成功实现并观察到分段费米面。“好像原来关着灯,我们无法看到。而现在打开了一个‘手电筒’,照亮了超导材料中的分段费米面。”上海交大物理与天文学院教授、李政道研究所平台建设学者郑浩表示。中国科学院院士、李政道研究所拓扑量子计算实验平台负责人贾金锋团队于2012年制备出拓扑绝缘体/超导体异质结,证明该体系为拓扑超导,并在其中观察到人们长期追求的马约拉纳零能模。他表示,此次成果是在该体系中发现的新现象,是对该体系持续不断研究的最佳回报。
锁定科学命题去求真,创新突破去求实,理论物理学家与实验物理学家的这场“共舞”,亦是基础研究不断突破和发展的固定范式,需要长期坚持和积累。郑浩教授举例说,要找到有价值的科学命题,团队与不同领域的专家碰撞火花;为了寻找理想的超导材料,团队经历过无数次失败;为获得最佳精度的观测结果,仪器经过了长达两年的调试磨合。“拿材料制备技术来说,我们相当于造了一张一平方公里的纸,它非常薄,非常均匀,还不能破,这也需要多年技术积累。”
去年在市科委的支持下,上海交大启动“基础研究特区计划”试点,尊重基础研究科学规律,坚持“战略导向”与“自由探索”相结合,重点布局海洋、健康、信息、能源等领域,营造宽松环境,鼓励科学家开展持续攻关。“交大2030”计划除了支持重大基础研究与关键核心技术攻关,还鼓励青年学者开展前沿创新领域的高风险、非共识、颠覆性研究,为培育学术创新思想提供种子基金。