科技日?qǐng)?bào)記者 王延斌
周振佳身上有一股張力。她可以站在迪斯尼城堡前戴著米奇耳朵發(fā)卡賣(mài)萌，也可以盤(pán)起卷發(fā)，穿上白大褂，在實(shí)驗(yàn)室里聚精會(huì)神做課題。生活之美與科研之美在她身上并行不悖。
周振佳生活照
但這位南京大學(xué)物理學(xué)院博士的美，不僅體現(xiàn)在顏值和對(duì)生活的態(tài)度上。2023年9月6日，《自然》主刊發(fā)表文章《堆垛生長(zhǎng)晶圓級(jí)范德華超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)》，該研究報(bào)告了一種在晶圓尺度上可控的堆垛生長(zhǎng)多層vdW超導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)（vdWSH）薄膜的高低溫策略。
在業(yè)內(nèi)專(zhuān)家看來(lái)，該文章的看點(diǎn)在于該團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了將27種二組元、15種三組元、5種四組元和3種五組元二維材料組成的異質(zhì)結(jié)。同時(shí)，堆垛中的每種二維材料的層數(shù)都能夠精確可控。這一系列的二維材料范德華異質(zhì)結(jié)的成功制備為后續(xù)的物性研究和器件制造提供了豐富的超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)材料庫(kù)和有效的制備方法。
作為文章的第一作者，周振佳博士總結(jié)說(shuō)，做科研工作的時(shí)候，不隨波逐流，不人云亦云，看清某個(gè)方向最根本要解決的問(wèn)題，有自己的思考和想法，去解決別人無(wú)法解決的問(wèn)題。
周振佳工作照
深入前沿，扎入二維材料“深水區(qū)”
為什么要研究二維材料？這在業(yè)界有很多共識(shí)。
二維材料指的是由單原子層或幾個(gè)原子層構(gòu)成的晶體材料。許多二維材料都存在著與之對(duì)應(yīng)的母體材料，即二維材料依靠層間范德瓦華斯相互作用堆積而成的層狀材料，比如石墨之于石墨烯。這些層狀材料的制備方法絕大部分都非常成熟，并被大量應(yīng)用于潤(rùn)滑、催化等領(lǐng)域。更有意思的是，二維材料具有其母體材料不具備的優(yōu)越性質(zhì)。
最有意思的是，二維材料不光可以從母體材料上解理，還可以按需把二維材料堆疊到一起，形成新的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。這種人工結(jié)構(gòu)大大豐富了材料的屬性，可制造出自然界并不存在但性能優(yōu)異的人工材料。
對(duì)周振佳來(lái)說(shuō)，為什么聚焦于二維材料異質(zhì)結(jié)的可控生長(zhǎng)制備？其在工業(yè)中有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？她給出了四點(diǎn)理由。
“通過(guò)精確控制二維材料異質(zhì)結(jié)的組成和結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)材料的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能等關(guān)鍵特性，從而優(yōu)化器件的性能。”周振佳說(shuō)，二維材料異質(zhì)結(jié)的制備可實(shí)現(xiàn)不同材料之間的界面耦合效應(yīng)，從而產(chǎn)生新的物理性質(zhì)和功能。這為設(shè)計(jì)和制備具有特定功能的材料提供了新思路，有望在傳感器、催化劑等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。
“可控生長(zhǎng)制備二維材料異質(zhì)結(jié)的技術(shù)進(jìn)步，有助于改進(jìn)工藝流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中的材料合成、器件制備等環(huán)節(jié)具有重要意義。”在周振佳看來(lái)，二維材料異質(zhì)結(jié)的制備為一些新興應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)如量子計(jì)算、柔性電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等提供了可能。
站在巨人的肩上，做別人做不到的事
“我不覺(jué)得人的心智成熟是越來(lái)越寬容，什么都可以接受。相反，我覺(jué)得那應(yīng)該是一個(gè)逐漸剔除的過(guò)程，知道自己最重要的是什么，知道不重要的東西是什么。而后，做一個(gè)簡(jiǎn)單的人?！?這是好萊塢電影《阿甘正傳》里，阿甘勸珍尼斯的一句話(huà)。
周振佳特別喜歡這句話(huà)——剔除掉不重要的東西，做一個(gè)簡(jiǎn)單的人。如同她在科研上的選擇，就是專(zhuān)注一點(diǎn)，尋求突破。
“自石墨烯發(fā)現(xiàn)以來(lái)，二維材料就一直是材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)。除了單一材料，將不同二維材料集成到一起的范德華異質(zhì)結(jié)近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。”周振佳找到了科研的意義?！斑@讓二維異質(zhì)結(jié)研究不再局限于研究室，而是能真正走向規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。我們工作不僅實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體PN結(jié)晶圓的構(gòu)建，還在全球首次實(shí)現(xiàn)了晶圓尺寸的超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)構(gòu)建，為量子計(jì)算研發(fā)領(lǐng)域提供了堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)?！?/p>
但做原創(chuàng)性研發(fā)向來(lái)不易，需要直面各種意想不到的挑戰(zhàn)。
好在，周振佳正做的是“站在巨人的肩膀上”。
“導(dǎo)師和我說(shuō)過(guò)一句話(huà)，我們就是要做別人做不到的工作，困難正是這個(gè)工作的意義?！敝苷窦颜f(shuō)，這句話(huà)也一直鼓勵(lì)著她，讓她能夠在科研工作中即使遇到困難，也能堅(jiān)定信念堅(jiān)持下去。
獲得了2023年度京博科技獎(jiǎng)-化學(xué)化工與材料京博優(yōu)秀博士獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)之后，談及未來(lái)的職業(yè)規(guī)劃，周振佳有了更多憧憬：“我計(jì)劃是去高校當(dāng)獨(dú)立PI，有自己的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，繼續(xù)奮斗在科研一線。對(duì)未來(lái)的憧憬，就是希望能看到自己的研究成果真正投入到生產(chǎn)生活中，讓這個(gè)世界因?yàn)槲覀兊墓ぷ?，有一點(diǎn)不一樣。”
