永远的校园

人物

校友马旭村:未知的科学世界让我兴奋而期待

时间:2013-04-10

【人物名片】 马旭村,中科院物理所研究员,博士生导师。1992 年获北京大学化学系化学专业学士学位,

28

【人物名片】

马旭村,中科院物理所研究员,博士生导师。1992 年获北京大学化学系化学专业学士学位,1997 年获中科院盐湖所无机化学专业硕士学位,2000 年获中科院物理所凝聚态物理专业博士学位。2000 年至2002 年在德国马普研究学会微结构物理研究所做博士后研究。

2012 年12 月11 日,第九届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼在北京钓鱼台国宾馆隆重举行。北京大学化学系校友,现为中科院物理所研究员的马旭村获得了这项有着“中国青年科技女性诺贝尔奖”之称的奖项。

而马旭村,坐在台下,淡然从容,一如在实验室中。

半年跻身世界前列

计算机的巨大作用已经被时代证实。随着CPU 的速度越来越快,芯片元件大小已逼近极限尺度。未来,人类需要从更微观的尺度找到突破,量子计算和低能耗电子学无疑成了值得关注的重要发展方向。然而目前,在实验室实现对微观量子态操纵极为苛刻的条件让应用前景似乎显得遥不可及。

世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想,马旭村就是这支队伍中的佼佼者。她的研究领域之一是拓扑绝缘体。

早在40 多年前,理论物理学家就预言,这种特殊的材料具有新奇的量子特性:如同高速公路上运动的汽车一样,正向与反向行驶的汽车分别走不同的道路,互不干扰。它所具有的这些迷人的特性,让人们对制造未来新型的计算机芯片等元器件充满了期待,并希望由此能引发未来电子技术的新一轮革命。

然而,由于实验室一直无法制备出质量足够好的样品用于分析,这些物理性质也迟迟无法得到证实。

马旭村解释:“因为材料质量不好,理论预言的很多特殊性质就很难观测到,你就没有办法证实这个材料确实是特殊的。从材料的角度去做好实验是这个领域发展的一个突破点”。

正是看到这个契机,马旭村和团队一起开展对这一类量子薄膜材料的研究。毕业于北京大学化学系、拥有无机化学硕士学位背景的她,在材料制备合成方面具有很强的优势,然而困难依然重重。例如,利用分子束外延生长技术制备拓扑绝缘体薄膜这一方面,要得到高质量单晶的薄膜,就要对材料的生长和制备实现原子尺度上的控制,只有控制一个原子层一个原子层地生长并能做到对其化学组分的精确控制材料才能算长好。

马旭村选择了迎难而上。

从2009 年年初,三维拓扑绝缘体材料在理论上被预言存在,到这个薄膜材料首次被制备出来,她和团队成员只花了半年时间,使我国在拓扑绝缘体薄膜研究领域中处于国际领先地位。“现在,我们已经熟悉了它的生长动力学,所以薄膜材料能长得很好。样品质量高,所以国际上许多研究组都愿意与我们合作。”

未知让我充满兴奋和期待

在制备的基础上,她和团队还利用极低温扫描隧道显微镜和角分辨光电子谱等实验手段,证明了三维拓扑绝缘体的一系列重要特征,这在固体物理的发展上具有非常重要的意义。清华大学材料系教授朱静评价,该成果“在国际上受到广泛的关注,使中国成为目前世界上进行拓扑绝缘体研究的最有影响力的中心之一”。

除了拓扑绝缘体,她还用同样的方法在超导领域取得了不小的成绩,成功地提高了硒化铁的超导转变温度。此外,她和她的团队在自己的领域还取得了多项突破性的进展。

伴随而来的是各种各样的奖项:2011 年在第13 届中国科协年会上获得“求是杰出科学家集体奖”,证明了马旭村团队合作的能力;2012 年度陈嘉庚数理科学奖,这项奖两年评一次,每一届获奖人数相当少;在2012 年党中央、国务院在北京人民大会堂隆重召开的2011 年度国家科技奖励大会上,团队项目获得了国家自然科学奖二等奖。面对这些奖项,马旭村说:“这些年我确实获得了一些奖项,是我做科研过程中没有想到的。当然,我对此很高兴。它们是对我个人工作的一种肯定,是一种激励。同时这也是我和我所在的研究团队的荣誉。我很多时候都会想我是很幸运的,在科研过程中得到了许多老师的指导、鼓励和支持,还和一个团结积极的团队(包括学生)工作在一起。我们会继续努力。”

对于科研工作“枯燥乏味”这一点,马旭村认为所有从事科研工作的人员都会有过这样的想法。做什么事情做久了,可能都会出现一点“疲劳感”。她也曾有失去自信心的时候,也曾想过放弃。“但问题是这样的想法能在你的脑海里停留多久?如果一直这样想,我不可能现在还在做科研。”所以,马旭村认为做好科研工作的人一定是勤奋、有毅力的人,她会为她的兴趣、她的目标不断地调整自己。其实,“枯燥乏味”并不是科研工作的特点,相反地,只要认真,总是可以找到其背后未知的新问题、新现象。对这些问题、现象的不断探索和努力,才能产生最后的成果,再回头看看走过的过程,还觉得很值得、很有意义——这才是科研工作的魅力所在。

“我觉得做科研非常吸引人的地方是,你做的事情都是未知的。你可以想象,当你的工作目标或者实验突然出现一些意想不到的结果,这个时候你会觉得很兴奋,就会想方设法接着去实现你的目标。”

如今,马旭村又有了新的目标:研究超导的研究人员一个梦想就是室温超导,虽然现在还离得比较远,但如能发现一些方法把这个温度在现有基础上继续提高,就意味着超导机制有新的发现。鉴于自己团队最近在超导薄膜材料研究中的新进展,他们将继续扩展研究体系,并把提高超导转变温度和超导机制这些问题整体地来考虑。“相信能为大家带来更值得期待的研究成果。”

在科学之路上传承

就这样一直在科学研究之路上探索着,总是会遇到各种各样的问题,马旭村回忆说,很难说哪一件最难忘。最高兴的时候是在经过一段时间或是几天的连续工作后找到了问题的根源和解决办法。这样的时刻有时比最终发表一两篇文章更让人高兴,难以忘记。

作为中国科学院物理研究所的一名老师,马旭村不仅承载着科学研究的梦想,更担负着培养下一代科研工作者的责任。马旭村所从事的是实验物理,对于实验的精确性要求很高,有时一个针尖状态的问题都有可能直接影响到研究的样品。因此以身作则,培养学生良好的科研习惯,成为马旭村特别强调和坚持的信条。马旭村说:“如果我的学生在我的研究组里看到我是这样的工作态度,他认可的话,他会跟随我的。”中科院物理所是个研究机构,没有自己的本科生,所有研究生第一年的基础课是在研究生院完成的。目前,导师们几乎没有教学方面的任务,个别的老师有一门研究生课程的讲授任务。一年有一个月的假期,除此之外,她和研究生一起都在实验室工作。有些时候,学生会有抱怨工作枯燥、课题不吸引人,这些也会从他们平时的工作态度和气氛中反映出来。这也没关系,马旭村会想办法从其他方面引导他们,让大家看到所做事情的积极意义。“其实,研究生阶段的一个重要目标是培养学生独立进行科研工作的能力。不管所做课题的大小,但即使是小的课题,它的完成也意味着一个完整科研过程的经历,而完成的质量完全取决于科研人员本身。所以,只要学生能认识到这一点,他肯定会把科研工作做好。”

这其实包含了一种对工作的态度,就是要认真。马旭村认为,不管是走进社会或者到科研机构、大学工作,对面临的事情都要有一种积极的态度。这是她经常对学生、对自己说的话。每个人的能力可以有大有小,但有时你做事情的认真态度可能比你的能力更重要。有了正确的工作和生活态度,再加上他的个人能力,相信他肯定能做出个人最好的成就。

对话马旭村:

《北大人》:您从北大毕业后到中科院进行深造,北大的校园生活和中科院有什么不一样的地方么?

马旭村:我是1992 年夏天从北大化学系毕业,自愿到了青海省西宁市中科院盐湖研究所工作,两年后又考取了单位的在职硕士研究生,1997 年考到北京中科院物理研究所的博士研究生。从1992 年大学毕业后到现在,几乎都是在中国科学院的研究机构学习和工作。北大的校园生活,很民主很自由,让我在不知不觉中学会自己管理自己,变得自立和独立。而中科院的科研氛围和人文环境也是多元的,包容着不同背景不同经历的同事在一个单位里工作。这些方面对我来说都是潜在的但又非常重要的支持,影响很大。

《北大人》:您在本科毕业后选择留在了中国继续进行研究,那么对于现在大学生出国深造的热潮您怎么看呢?

马旭村:我一直在国内学习和工作,只有两年的国外工作经历(2000-2002 年间在德国做博士后),这是我个人的实际情况。其实,在我们本科毕业时我的同班或同年级同学中,也有很多人选择了出国。他们能很早很及时去国外看看,增长自己的见识,带着自己的想法和目标在国外学习和生活,这也是很好的选择。现在很多同学都在国外一些研究机构、公司工作,生活很惬意,挺好的。现在国际交流越来越多,只要有机会,大学生能出国在某些自己感兴趣的课题或领域中多了解、多参与,这是很重要很正常的事情。我本人比较不赞成的是一些同学或年轻人对自己出国的目标不明确,只是看着别人这样做而跟着做,这样盲从的结果对他的将来不会有好的帮助。

《北大人》:作为一个女性,在科研的过程中会不会有更多的困难?女性的身份对您来讲会是一种阻碍或者说短板么?

马旭村:科研工作是需要投入大量的时间和精力的。从这一点上说,女性因为家庭、孩子方面的事情会分散一些精力。所以,我有时候会羡慕一些男同事,他们好像看起来更“自由”一些。但女性科研人员也有自己的优点,比如说认真、细心、有耐性。这些都是科研工作中需要的好的习惯。

《北大人》:您是怎么处理科研和家庭的关系的呢?

马旭村:处理工作和家庭的关系好像对任何人来说也都是一个值得研究的课题。我身边的很多同事都是“工作狂”,经常在晚上、周末仍在办公室。但他们也会放很多心思把家庭活动、家庭生活安排好。我很幸运我的家人很支持我的工作。比方说,每次和我的父母打电话,他们都会说“要注意身体、别太累”这样的话,让我很温暖,也有点儿不好意思。因为他们都年近八十岁了。我也一直在努力把工作时间安排得更好,然后有更多的时间陪家人,和他们在一起。

《北大人》:现在社会上的女生甚至是北大女生对未来的发展都会有一种不确定之感,找工作也好,在岗位上也好,都仍然会觉得女性身份是某种短板。从女性自身角度怎么看待女性在社会中的发展问题?

马旭村:现在社会上的一些现象确实对女性不利。我们科研系统中有时也会发些问卷调查女性在工作中遇到的问题,比如有没有受到歧视等。我个人的想法是女性首先自己不要歧视自己,要自立,要乐观和坚强。不管有没有歧视,做好自己最重要。如果比男生多发两倍的简历才能找到满意的工作,那认真去做就好。另外,要多做些踏踏实实的工作。一年前我听到过一位在国家基金委工作多年的老师的报告,她以“以工作求平等,以业绩求地位”为题讲述了她的一些工作经历,让我受益匪浅。其实,只要我们能有想法,有努力,都能在社会中找到自己满意的位置。相信自己!

编辑:Stella

1997