求知物理不倦 求是創(chuàng)新不輟

汲曉奇

張文號(hào)

尼爾斯·玻爾說過：“物理學(xué)所涉及的就是我們對(duì)于自然界所能說的東西?！睆男【蛯?duì)物理有著濃厚興趣的張文號(hào)，始終抱有對(duì)未知世界的強(qiáng)烈好奇心。物理世界之美，令其神往?！拔覀兩钪薪佑|到的各種各樣神奇的自然現(xiàn)象，都會(huì)讓我深刻地感受到我們生活在這樣一個(gè)妙趣橫生的世界。從而會(huì)間接啟發(fā)我、促使我主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和探究世間萬物背后運(yùn)行的邏輯和規(guī)律?！睆埼奶?hào)說。

在求知欲的驅(qū)使之下，張文號(hào)也一步步順利踏進(jìn)了這一“判天地之美，析萬物之理”的物理世界中。經(jīng)歷了一路以來的學(xué)習(xí)、探索與沉淀，如今的張文號(hào)扎根在華中科技大學(xué)物理學(xué)院這一平臺(tái)，將全身心放在低維量子材料和結(jié)構(gòu)的制備，以及低溫強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微鏡/譜研究工作上。重點(diǎn)關(guān)注新奇界面超導(dǎo)和電子關(guān)聯(lián)體系的奇異物性，并在原子尺度上進(jìn)行量子調(diào)控的探索。在物理世界，他對(duì)于科研理想的追逐，從未止步……

探究學(xué)習(xí) 以夢(mèng)為馬

以興趣所驅(qū)使的求學(xué)及科研之路，張文號(hào)一路走來都異常的堅(jiān)定與踏實(shí)。

2004年，他以優(yōu)異的成績(jī)考入華中科技大學(xué)物理系，本科畢業(yè)后，他又順利考取了清華大學(xué)物理系攻讀博士學(xué)位，并前往復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系從事博士后研究。在多所名校多年的學(xué)習(xí)、積累，讓張文號(hào)在科研方面打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在物理世界的學(xué)習(xí)和探究過程中，他在獲取一些新知識(shí)的同時(shí)，也在不斷獲得新的養(yǎng)分和快樂。通過學(xué)習(xí)，張文號(hào)不僅從教科書中獲取到了一系列前沿科研成果，他還以此為契機(jī)去感受、領(lǐng)悟科學(xué)家的思想，并受益匪淺?！坝泻芏鄠ゴ蟮奈锢韺W(xué)家，他們創(chuàng)造了無數(shù)精巧的物理模型，發(fā)展了一系列別出心裁的實(shí)驗(yàn)技巧以及奇思妙想的物理方案，我們都會(huì)在感受的同時(shí)，不知不覺為這樣一些物理創(chuàng)新而拍案叫絕?！睆埼奶?hào)說。

思考是科研人的工作方式之一。物理定律不能單靠“思維”來獲得，還應(yīng)致力于觀察和實(shí)驗(yàn)。張文號(hào)在清華大學(xué)薛其坤院士課題組攻讀博士期間，主要從事MBE薄膜材料制備和S T M表面探測(cè)方面的研究，非常熟悉超導(dǎo)真空、分子束外延、掃描隧道顯微鏡和電學(xué)輸運(yùn)等必要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，是單層FeSe/SrTiO3薄膜界面高溫超導(dǎo)現(xiàn)象的最早發(fā)現(xiàn)者之一，在襯底處理、低維材料生長(zhǎng)、FeSe超導(dǎo)薄膜和STM/STS表征等領(lǐng)域的研究中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

博士期間，張文號(hào)就以第一作者或共同第一作者的身份在Nature Materials、Nature Communications等期刊上發(fā)表了論文8篇。主要工作是利用分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)成功制備了高質(zhì)量的單層FeSe薄膜，并發(fā)展了利用FeTe薄膜作為保護(hù)層的方法，成功將單層FeSe薄膜從超高真空環(huán)境轉(zhuǎn)移到大氣下進(jìn)行宏觀輸運(yùn)性質(zhì)的測(cè)試，為確定單層FeSe/SrTiO3(001)薄膜是一個(gè)宏觀尺度上最薄的鐵基超導(dǎo)體，打下了重要的材料基礎(chǔ)。

張文號(hào)直言自己在清華攻讀博士期間受到了十分扎實(shí)而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲杏?xùn)練。而在復(fù)旦大學(xué)從事博士后研究期間，他的科研之路步入了一個(gè)新階段。在這一期間，他的科研思維也變得更加活躍與自由。在學(xué)習(xí)相關(guān)科研技術(shù)的基礎(chǔ)上，張文號(hào)還學(xué)習(xí)了怎樣從不同角度理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，怎樣去設(shè)計(jì)、抓住實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這一過程中，他感受到最多的就是思想的自由及學(xué)術(shù)的活躍，并在不斷的交流學(xué)習(xí)中，提高了自己高效工作的能力。

這段期間，他開展了Bi/Ni雙層薄膜的MBE生長(zhǎng)和超導(dǎo)電性STM/STS的測(cè)量，探索了界面誘導(dǎo)超導(dǎo)的可能配對(duì)性機(jī)制，以及超導(dǎo)和磁性共存現(xiàn)象。另一項(xiàng)關(guān)于FeSe薄膜表面電子摻雜效應(yīng)的工作，測(cè)量了不同層厚(1-20UC)FeSe薄膜表面沉積堿金屬原子（K）后，其電子結(jié)構(gòu)的變化情況，得到了超導(dǎo)隨電子濃度摻雜效應(yīng)的電子相圖。并比較了不同襯底上（SrTiO3和Grapene/SiC）FeSe薄膜的超導(dǎo)電性對(duì)電子摻雜的響應(yīng)。此項(xiàng)工作已在Nano Letters上發(fā)表，并在領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了一定的影響。

積累沉淀 創(chuàng)新篤行

2008年本科畢業(yè)后到現(xiàn)在，張文號(hào)在科研方向上實(shí)現(xiàn)著一次又一次的突破，在不斷嘗試之后，他也慢慢找到了自己更感興趣、更加深入的研究領(lǐng)域和方向。2016年，張文號(hào)來到了華中科技大學(xué)物理學(xué)院擔(dān)任副教授，在之前的研究基礎(chǔ)之上，他將自己的科研方向做了更大的拓展，主要從事低維量子材料和結(jié)構(gòu)的制備，以及低溫強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微鏡/譜研究工作，在這一方向上開始了不懈的研究探索之路。

2016年，張文號(hào)成功申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“基于LaNiO3薄膜的復(fù)雜氧化物分子束外延生長(zhǎng)和原位掃描隧道顯微鏡/譜研究”。在這一研究中，他們將實(shí)驗(yàn)環(huán)境從超高真空的環(huán)境轉(zhuǎn)移到大氣中，從原位測(cè)量轉(zhuǎn)移到非原位的測(cè)量中，將不同的真空腔體與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的腔體進(jìn)行一一耦合、過渡，在這樣的情況下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表征測(cè)量，不僅能最大程度地保護(hù)樣品，還獲取了一些樣品本身的特殊性質(zhì)。

對(duì)于張文號(hào)來說，科學(xué)研究是一直在不斷摸索中創(chuàng)新前行。近年來，關(guān)于單層或者少層2D-TMD體系的研究主要集中于生長(zhǎng)過程中二維材料與襯底晶格相對(duì)取向的影響、外延應(yīng)力效應(yīng)對(duì)晶格和電子結(jié)構(gòu)的改變、離子液體門電壓調(diào)控載流子濃度、層間耦合作用調(diào)節(jié)等方面。目前，張文號(hào)在研的國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“二維過渡金屬硫族化合物薄膜及其異質(zhì)結(jié)的外延生長(zhǎng)和電子摻雜效應(yīng)調(diào)控”就對(duì)這一領(lǐng)域的研究展開了一系列探索。

在這一項(xiàng)目中，張文號(hào)主要利用MBE技術(shù)外延生長(zhǎng)出原子級(jí)平整、薄膜層數(shù)可控的2D-TMD薄膜，結(jié)合原位STM/STS實(shí)驗(yàn)手段建立微觀晶體結(jié)構(gòu)和電子態(tài)之間關(guān)聯(lián)的圖像。進(jìn)一步結(jié)合不同襯底外延、表面吸附或元素?fù)诫s、不同退火等處理方法，調(diào)控其載流子濃度和類型，構(gòu)建體系的電子相圖。采用低溫強(qiáng)場(chǎng)STS測(cè)量手段，研究超導(dǎo)性質(zhì)隨磁場(chǎng)變化的電子結(jié)構(gòu)特征，以及可能存在的結(jié)構(gòu)、有序電子態(tài)等之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和相互作用。以2D-TMD薄膜為模板，構(gòu)建強(qiáng)關(guān)聯(lián)、與外爾半金屬或Ising超導(dǎo)材料相關(guān)的復(fù)雜異質(zhì)結(jié)構(gòu)，探索奇異量子行為。結(jié)合外爾半金屬（MoTe2、WTe2）的拓?fù)涮匦裕{(diào)控超導(dǎo)電性和異質(zhì)結(jié)界面，加深理解和探索界面誘導(dǎo)的新奇物理現(xiàn)象，以及可能的非常規(guī)超導(dǎo)機(jī)理。如今，這項(xiàng)工作正在順利進(jìn)行中。

教學(xué)育人 孜孜不倦

教書育人是師者的天職。一直以來，張文號(hào)始終將培養(yǎng)下一代科研人才當(dāng)作自己的使命，并在多年的教學(xué)生涯中形成了一套屬于自己的獨(dú)特教學(xué)方法。如今，他也在擔(dān)任著大學(xué)物理理論課以及實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)工作，而這兩門課程也恰巧是物理學(xué)的兩大精神支柱。“我們學(xué)習(xí)物理的目的是為了了解大自然并對(duì)其進(jìn)行規(guī)律分析，而在這其中，理論學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)觀測(cè)都是不可或缺的。”

在日常的教學(xué)過程中，張文號(hào)也會(huì)將理論知識(shí)與演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，特別是在演示實(shí)驗(yàn)的展示過程中，他會(huì)巧妙地將其與我們的生活亦或是自然界觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合，讓學(xué)生能夠更好地理解自己所學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，張文號(hào)也會(huì)手把手地進(jìn)行指導(dǎo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，以在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中形成正向反饋。如今，科學(xué)的發(fā)展越來越趨向精細(xì)化，張文號(hào)也會(huì)隨時(shí)與不同領(lǐng)域的學(xué)者、同行進(jìn)行充分溝通，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，去擴(kuò)展并且發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象。

路漫漫而使命在肩。一路走來，張文號(hào)始終認(rèn)為：不管是從事科學(xué)研究還是與學(xué)生打交道、相處，都是一個(gè)相互摸索和互相學(xué)習(xí)的過程。未來，他還將堅(jiān)定信心，結(jié)合團(tuán)隊(duì)在分子束外延生長(zhǎng)等方面的優(yōu)勢(shì)，沉下心來，好好將科研工作做扎實(shí)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)更大的科研突破。在求知物理的這條道路上，他會(huì)永遠(yuǎn)保持著那份發(fā)自心底的求知欲。