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我和原位的故事(中科院物理所谷林研究員)

發布日期: 2022-04-03
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原位技術自1933第一臺電子顯微鏡的誕生之日起的第三年就開始被科學家們所應用,但是受制于材料和加工工藝的限制長期以來發展緩慢,直至最近5年獲得了飛速發展。當電子顯微鏡本身精度已經到達一定極限,原位通過過程觀測給所有研究帶來了新的可能。

我國各學科的科學家實際上,在原位技術的應用上不落后于國際同行,讓我們來聽聽他們和原位的故事吧。

      谷林老師用幽默風趣的語言生動形象地介紹了原位的概念:



       原位相當于每個人生活中在各種應激情況下反應。比如說凝聚態物理里面講究的是晶格、電荷、軌道、自旋,但是人文科學講究的是道德、經濟、政治和文化,實際上這都是以晶格也就是結構為基礎,人文科學以道德為基礎,經濟相當于電荷,政治相當于軌道,文化相當于自旋。



      谷林老師寥寥幾語深入淺出得將物理規律和社會哲學的趨同性聯系到一起。



      我最早開始做原位研究是從07年開始,利用能量過濾掃描透射電子束觀測加熱中原子的運動。例如一層非晶硅和上面一層鋁,經過加熱,觀測兩者結晶的活動和變化,發覺結晶過程中兩者來了個乾坤大挪移。其實力熱光磁電中加熱、加光都是提供了一種能量。



      討論到對原位未來的展望,谷林老師還是回到我們怎么來認識世界這個本質問題上 。



      這個世界分為晶格電荷軌道自旋,未來趨于做外場來調控。首先從觀測的層面,我們只是原子的運動,這還是僅僅基于晶格層面。從電荷層面,可以看到電荷密度波,將來電荷層面的觀測應該不會是難事。接下來軌道層次,我們需要看看能做什么事情,從一個更加細致的角度去觀測價電子或者是電子分布的問題。另外就是自旋。研究對象和手段的不同。手段例如原位的力熱光磁電,可以相輔相成在同一個方向上調控,手段可以創新。前者在應用上的面可以拓寬,例如量子科學分為關聯量子體系、拓撲量子體系、小量子體系、人工帶隙、量子信息,其中拓撲對人類發展非常重要。未來如何在量子拓撲領域做一些事情,選幾個點去研究,慢慢發展。



      從原位電子顯微學表征而擴展到社會科學,谷林老師又分享了自己的一些研究感想和思索:

科學家到底應該關起門做學問,還是敞開門和社會民眾溝通 研究方向?

作為科學家應該如何面對期刊雜志對各科學的評價、社會對 科學家的態度看法、政府的管理、同行的意見?


他最后坦誠追本溯源,做研究首先要選擇做自己,不被外物干擾。


到最后回想一生,感覺到活值了就行。


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