对新型二维材料和异质结构的电子能谱展开研究

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  五四运动100周年之际,周树云荣获中国青年五四奖章。这位深耕于凝聚态物理领域、在新奇电子布局研究方面作出重要贡献的青年女科学家深感光荣,她说:“科研就像在秘境中探险,过程漫长而艰辛。我要继续用积极的心态面对途中遇到的挑战和波折,享受探索未知领域的乐趣。”

对新型二维质料和异质布局的电子能谱展开研究

  办公桌上一台大屏幕的台式机,可调节升降台上放着条记本电脑,桌面上整齐摆放着教材和科研相关的书籍。五四青年节前夕,清华大学物理系传授周树云(见图。资料照片)仍在伏案工作,“每天早上七点半到办公室开始工作,这是我的常态。”

  1998年进入清华大学物理系学习,本科结业时对凝聚态物理研究产生兴趣;2002年,到美国加州大学伯克利分校,攻读博士学位——这是周树云的“学霸”之路。

  在美期间,周树云主攻角分辨光电子能谱尝试技术,这项技术可以直接丈量质料中决定其物理性质的根源——能带布局。“某种意义上说,这是破解固体质料‘基因’密码的利器。”周树云说。当时,新兴二维质料在国际上崭露头角,有关这些质料的基础研究影响着一个国家的科技程度和创新能力。周树云毫不踌躇地将二维质料的电子能谱研究作为研究方向。

  2012年,留美10年的周树云回到清华大学物理系,成为一名青年教师。谈及归国理由,她说:“在本身的祖国做出科研成就所得到的满足感,是在任何其它处所都无法相比的!”

  重回清华,周树云成立研究组,领导学生搭建仪器、做尝试,对新型二维质料和异质布局的电子能谱展开研究。她搭建了一套先进的仪器设备,能把角分辨光电子能谱进一步拓展到新的维度,使其在十万亿分之一秒的时间标准上捕获到质料的能带布局随时间演变的信息。

  石墨烯是目前已知最薄最轻最强的质料,周树云正是国际上最早操作角分辨光电子能谱技术研究石墨烯的学者之一。她一方面寻找有潜力“逾越石墨烯”的新型质料,一方面将熟悉的质料组合出全新的特性。“石墨烯/氮化硼异质结”就是这样的组合:层状的氮化硼与石墨烯虽然原子排列十分相似,不外由于原子对称性差异,两种质料的性质差别很大——石墨烯具有“半金属”性质,而氮化硼则是不导电的绝缘体。将这两种质料结合,形成异质结后,其中的石墨烯呈现了原本不具备的半导体性质。周树云的团队首次观测并证实了这种异质结中的能带布局,解决了该质料体系中有关能带调控的关键科学问题。

  在周树云看来,在物理学领域开展前沿性研究,幸福感与挑战性是一体的两面,“就像把积木搭成各种形状一样,把差异质料进行‘拼接’后,它们之间的彼此作用会产生本来单个质料所没有的、更奇妙的特性,有些甚至会超出我们的想象!”

  2017年,周树云因在新型二维质料及异质结的新奇电子布局研究方面的贡献,获得“中国青年女科学家奖”。周树云认为,这个奖项对女性科研人员的激励作用是不行估量的:“让一些女性研究人员进入公众视野,对于提升学生的信心和鞭策女性在科学领域的成长具有十分积极的作用。”

  如今,周树云不只领导一支拥有10个博士生的科研团队,同时也为本科生开设基础课程。科研任务和培养人才“双肩挑”,周树云觉得二者是相得益彰的:“从学者到教师,更是一种传承。”在教书育人方面,周树云的目标是培养自强不息、追求卓越,兼具国际视野和家国情怀的学生。

  “物理学是我挚爱一生的事业和选择。”周树云说,“无论遇到怎样的困难,我都不会放弃。”



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