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985高校博士生一作发Nature!科研之路上几经坎坷
来源:科学10分钟 时间:2022-01-11 19:37:06 浏览:2269次


12月3日下午,第六届上海交通大学研究生“学术之星”会评答辩会隆重举行,物理与天文学院2017级直博生段绍峰荣获第六届上海交通大学研究生“学术之星”。

在半个月前,段绍峰刚获得2020-2021学年上海交通大学“三好学生标兵”荣誉。

这位上交大物理系2017级直博生,师从张文涛教授。博士期间研究方向为高性能角分辨光电子能谱仪的研制和飞秒激光诱导量子材料的非平衡态相变等领域,共发表6篇高水平论文,一作高水平论文2篇,累计影响因子65.5,一篇发表在顶级科学期刊Nature(IF=49.9),另一篇以共同第一作者身份发表在物理一区Physics Review X(IF=15.6),并入选ESI高被引论文和热点论文。

以第一发明人身份申请国家专利2项,已授权1项,已受理1项。读博以来,获得博士研究生国家奖学金。

图源:上海交通大学

潜心钻研  重大突破

在完成本科学业以后,他以优异的成绩被保送到上海交通大学物理与天文学院直接攻读博士学位,博士期间,荣获研究生国家奖学金和三好学生等荣誉。
博士初期,绍峰作为骨干成员参与时间分辨角分辨光电子能谱系统(trARPES)的研制和搭建。他负责trARPES自动控制系统的搭建。
该设备目前无商业化产品,在该仪器研制成功前,国内还没有相关的仪器设备,必须结合超快激光技术和ARPES技术自行研制。加入研究组以后,在张文涛老师的带领下,他作为主要成员参与研制和搭建高性能的trARPES。
最初接触科研,摸不到门路,不知道该从何处下手也是他经常会碰到的问题。
熟练掌握做实验的手段以及数据分析是科研中最重要的环节,为此他疯狂学习数据分析专业软件,经过长期的积累和实践可以独立编写整套的ARPES实验数据处理程序,可以快速针对采集的数据进行各种处理,这为后续的科研打下坚实基础。
科研的道路从来不是一蹴而就的,对段绍峰来说亦是如此。和大多数博士生一样,科研道路中他也会遇到各种问题,时常感到发愁并且焦虑,也会有自己坚持不下去的时候,但是他从不轻言放弃。

图源:上海交通大学
在数不清的日日夜夜奋斗中,终于在博士第四年实验上有重大发现,利用超快激光实现对量子材料电子态维度的操控。但是摆在眼前的一个棘手问题就是如何从理论上去模拟实验中的新发现。
在一个以实验为主的课题组中,他需要着手去学习相关的理论模型,在此基础上进行数值模拟,这其中遇到的问题远比想象的多。
实验结束凌晨五点的交大 图源:上海交通大学
段绍峰说:“最开学学习理论模型做模拟的过程中,遇到的第一个难题就是如何数值求解偏微分方程。在阅读了大量相关文献之后,始终没有找到数值求解的办法,一连数个星期都是毫无进展。”
科研上的长期停滞不前使他倍感受挫,这也是最难熬的时候。
在多次与导师的沟通和尝试下,历经数周最终成功数值求解微分方程,用唯象模型成功模拟了实验上所观察到的现象,实现实验与数值模拟的完美结合。
春节留守学校补充数据  图源:上海交通大学
在国际上首次利用超快激光实现对量子材料中电子态维度的操控,并在其中发现光致非平衡超导的迹象,为具有新功能的下一代的器件的调控打开了一扇超快科学的新窗口,论文在顶级科学期刊Nature上发表。
这项研究成果获得了国内外专家的认可,被中国科学报报道。
中科院院士张杰表示:“这些发现首次展现了利用超快激光实现对量子材料中电子维度的调控,并产生奇异的量子现象。”论文正式发表以后,他表示:天道酬勤,付出终有回报,贵在长久的坚持。


践行实践 乐于分享

学习之外,他积极参与学院组织的暑期实践和企业走访等活动。在实践过程中不断增强见闻,提升综合素质,更重要的是使他认识和了解科学技术对国家发展的重要性,也让他思考如何在自己所学领域为祖国科技的发展贡献自己的力量。
生活之中,他作为志愿者参与“ARPES和量子材料中超快物理现象研讨会”的举办。他还创立公众号“啦啦啦LabVIEW”,在学习LabVIEW编程的过程中,利用空余时间分享编程学习经历和案例,推送原创推文30余篇,公众号粉丝达1000余人。这些志愿服务和分享经历也使得他对奉献有了更深入的理解。
关于对未来的规划,段绍峰说到,未来还是会继续从事对科学的研究和探索,在前期研究的基础上去探索“光致高温超导”这个有趣的物理现象,为解决“高温超导的微观机理”这一全世界最前沿的科学问题而贡献自己的一份努力。
上交大梁钦老师对他的评价中写道:物理与天文学院的段绍峰同学国际上首次实现对电子态维度的操控,成果在Nature上在线发表。如王安石所说:“而世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远”。
从搭建实验装置到发表论文的5年间,在面临样品台超高精度控制、理论微分方程拟合求解等难题时,正是他“板凳要坐十年冷”的科研精神打掉了一个个拦路虎。

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12条评论
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全部 3小时前 四川
文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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