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东大物理博士生努力为我国技术革新突破提供原创理论支撑

0次浏览     发布时间:2025-04-12 22:20:00    

近日,扬子晚报/紫牛新闻记者从东南大学了解到,物理学院博士生王子文随导师获得了“理论预测铁性物理新分支-变铁性”年度江苏省行业领域十大科技进展(基础研究领域),作为物理学院博士生第一党支部副书记,王子文曾获首届国家自然科学基金青年学生项目资助、江苏省行业领域十大科技进展-(基础研究领域)、研究生国家奖学金等各类奖项。科研路上难免遇到风雨,王子文说“坚持不懈,主动作为,一定会收获彩虹。”

王子文

王子文对物理的兴趣是从中学开始的。上大学后,他主动选择了物理学专业,越学越觉得有趣。大三时,他参加了东南大学的暑期夏令营。也正是在夏令营上,王子文与东大物理学院董帅教授结缘。“董老师在夏令营讲座上讲解他们如何从基本的物理原理出发结合理论设计,再通过实验验证,最后做成性价比更高、功能更好的电子元器件,当时觉得董老师好厉害。”

考研成功上岸东大,王子文如愿跟随董帅教授开始研究生阶段的学习科研。在科研探索中,王子文将目光聚焦于磁电耦合领域的一个关键科学难题。他向记者介绍,磁性可以被磁场调控,电极性可以被电场调控,但由于对称性不同,两者在同一材料体系中往往并不兼容,甚至具有互斥性,使得磁场无法控制电极性,电场无法控制磁性。若能破解这一难题,将有望显著提升信息存储器件的集成密度,降低信息处理功耗,在国防应用场景如电磁波吸收等方面可能也大有可为。因此从二战结束以来,全球主要国家都投入了力量去攻关相关领域,虽然取得了许多重要进展,但仍然困难重重。

王子文与导师董帅

王子文想:“如何调节这一矛盾,实现利用电场来调控磁性?既然传统路径难以兼容,何不另辟蹊径实现磁电的分离调控?”在导师的启发下,王子文系统查阅了大量文献和结构数据,从最基础的对称性原理到电子结构设计,从三维材料到二维体系,不断构建模型、仿真计算、分析失败原因、寻找新体系新结构......经过数百次循环往复的尝试,在导师团队的悉心指导下,王子文最终发现了一类全新的磁电材料分支:变铁体,这是一类具有“跷跷板”效应的新型铁电材料,可以通过电场可以实现对磁性的高效开/关调控。这一发现不仅从理论上揭示了其独特的物理机制,更为新一代磁电元器件的发展提供了突破性的设计思路。

有了科研成果,原本信心满满的王子文,竟在论文发表上遇到了困难。“可能从0到1的创新一开始总是很难让人接受。虽然有审稿人高度欣赏,但也有审稿人认为我们的理论不符合过去对磁电效应的定义,听起来太离经叛道,让他/她无法接受。”王子文告诉记者,“那段时间挺焦虑的,本来报着很高的期待值,但现实总是很残酷,一次次的拒稿让人沮丧,开始动摇对自己工作的信心。但是导师心态很稳,告诉我这些都是很正常的情况,科学上的争议始终贯穿科学史,好的研究终究会得到认可。有了老师的支持,我也慢慢放下焦虑。”最终,王子文的这项研究成果最终通过了知名期刊《PNAS》编辑和审稿人的评阅,正式发表。随后,仅靠该单篇论文,王子文随导师获得了“理论预测铁性物理新分支-变铁性”2023年江苏省行业领域十大科技进展(基础研究领域)。导师也多次受邀在APS March Meeting等全球物理盛会作邀请报告,汇报该项工作,受到了同行的广泛关注和好评。

回顾读博的历程,王子文说:“博士与硕士的区别就在于,博士阶段要不断发现问题、深入学习研究,尝试解决问题。当然,其中离不开导师的点拨,要主动与导师交流。也许导师的一句话就是打开思路的开关。”

当年,董帅教授的一场讲座给这位青年埋下了科学研究的种子;如今,身为学院物理学科普志愿者,王子文将自己所学的物理学专业知识结合实验仪器演示,向前来参观的中小学生展示并解释其中的科学奥秘。“我不仅是研究生,更是一名党员。一位党员就是一面旗帜,做好志愿讲解本身就是一种锻炼,也很高兴通过我的讲解能让更多的人感受到科学的魅力。”

扬子晚报/紫牛新闻记者 王赟

见习记者 刘梦琦

校对 王丽丽

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