马丁•伍德爵士中国奖:牛津仪器放飞中国科研梦
2013年11月4日

【导语】作为一家世界领先的高科技系统设备供应商,牛津仪器将创新视为公司发展的生命线与业务的核心,自1959年以来科技创新一直是牛津仪器公司发展和成功的关键;作为一个奖项的设立者,牛津仪器给国内取得了具有创新性科研成果的年轻科学家提供资助;在五十多年的高速发展过程中,牛津仪器公司凭借自身的科研优势,以超前的技术、出色的管理和独树一帜的产品和服务为全球的科技发展作出了巨大的贡献,让我们一同走进牛津仪器的世界,更加全面深度的了解这个创新企业。

2013年10月21日,由中国物理学会低温物理专业委员会主办、遵义师范学院承办的第十三届全国低温物理学术研讨会在著名的历史文化名城——遵义举办,来自全国高校、研究所、公司等的众多学者、专家等参加了讨论,共同分享了最新的研究成果以及对未来的展望。牛津仪器公司作为此次大会的主赞助方及马丁•伍德爵士奖的设立者,在大会开幕式公布了该奖项的最终得主,解开了大家翘首以待的谜底。


牛津仪器设立中国奖 助力国内基础科研
马丁•伍德爵士简介

1927年马丁•伍德爵士生于英国牛津郡,1955年任牛津大学Clarendon Laboratory高级研究人员,1959年同夫人共同创立了牛津仪器公司并于1962年创造出世界第一台商用超导磁体,1966年世界上第一台商用稀释制冷剂诞生,1967年创立了Earth Trust慈善机构以推动环境保护,1971年创造世界上第一台270MHz高均匀度核磁共振磁体(NMR),1978年世界上第一台1.5T人体影像磁体(MRI)问世,1983年创立了The Oxford Trust以鼓励年轻人从事科学、工程、技术,于1986年被英国女王授予爵士头衔 ,2005年又创立了Oxford Innovation推动英国企业的创新和孵化。

50多年来,创新一直是牛津仪器发展的驱动力,公司一直积极地支持和鼓励各种形式的内部及外部创新。牛津仪器在全球范围设立马丁•伍德爵士中国奖及日本奖、Lee Osheroff Richardson Prize、Nicholas Kurti Science Prize,旨在奖励世界范围内年轻的科学家的突出贡献。

马丁•伍德爵士中国奖简介

牛津仪器Omicron NanoScience (OION)设立马丁•伍德爵士(Sir Martin Wood)中国奖,该奖项旨在促进国内年轻科学家在低温或强磁场环境下做出突出科学贡献。对于大部分的年轻科研工作者来说,通常都会经历比较困难但极其关键的研究生涯阶段。牛津仪器希望能够通过在中国设立此项奖励,给国内取得了具有创新性科研成果的年轻科学家提供资助,促进其研究工作和职业生涯的拓展。该奖项每2年颁布一次,奖励2到3个获奖者,奖金为10万元人民币,最终获奖名单于当年举办的全国低温物理会议上公布。

“Sir Martin Wood China Prize”颁奖

本届大会中,中科院物理研究所副所长吕力博士宣布来自清华大学的王亚愚和中科院物理研究所的何珂共同摘得2013年“Sir Martin Wood China Prize”。

王亚愚博士首先提出了对牛津仪器公司的感谢,王博士介绍到自己整个实验室从计划、搭建到运行的过程中都得到了牛津仪器许多同事公司长期、无私的帮助支持,王博士特别强调自己与牛津仪器之间并不是简单的仪器设备商和用户的关系,而是工作中的合作伙伴。

王亚愚博士和何珂博士共同合作,对磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜的输运性质进行了系统的研究,他们带来获奖报告的题目分别为《拓扑绝缘体的量子输运性质》与《拓扑绝缘体与磁性掺杂拓扑绝缘体》。

王亚愚博士毕业于美国普林斯顿大学,主要研究工作是运用精密的电学、磁学、热学和扫描隧道显微术等实验手段来探索低维量子材料中电子的新奇行为及其物理机制,迄今为止在《自然》、《科学》等杂志上发表学术论文50余篇。王博士报告中主要介绍了拓扑绝缘体及其输运性质的测量和几个专业性方向:电子-电子相互作用诱导的绝缘性基态、磁性掺杂引起的局域化行为演变、以及能带拓扑结构对磁有序态的影响。

何珂博士于中国科学院物理研究所获得博士学位,并于东京大学从事博士后研究,主要研究方向为表面物理、半导体物理、自旋电子学等,尤其是最近在新兴的拓扑绝缘体领域做出了出色研究工作。在《科学》、《自然∙物理学》、《物理评论快讯》等国际著名学术期刊发表论文50余篇。何博士的报告主要介绍了拓扑绝缘体及其薄膜、电磁拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应等领域的研究工作。

拓扑绝缘体是具有受时间反演对称性保护的拓扑表面态的新型量子材料。该表面电子态具有线性色散关系并且自旋与动量满足特定的手性关系。理论预言这一奇异的表面电子 态在时间反演对称性受到破坏的情况下(通过施加外磁场或进行磁性掺杂)将会导致许多新奇的物理效应,如半整数量子霍尔效应、巨大磁光效应以及量子反常霍尔效应等。而对磁性掺杂拓扑绝缘体的输运性质研究目前还处于起步阶段。利用分子束外延技术生长了高质量的Cr掺杂Bi2Se3拓扑绝缘体超薄膜体系,并系统改变磁性掺杂的浓度。利用低温下的输运测量手段,他们首次发现这一体系的磁电阻随掺杂浓度的升高发生了从反弱局域化行为到弱局域化行为的转变,并发现高掺杂浓度样品的磁电阻会随温度的升高发生从弱局域化行为到弱反局域化行为的转变。结合原位的角分辨光电子谱研究,他们发现体系局域化行为的转变与表面电子态能带结构随掺杂浓度的变化具有紧密的联系。上述结果不仅显示了拓扑绝缘体中时间反演对称性破缺与拓扑保护的相互竞争对其量子输运行为的影响,而且可能为拓扑绝缘体在自旋电子学器件的应用方面提供新的思路。

拓扑绝缘体是近年来新发现的一类拓扑物态。与量子霍尔系统不同,拓扑绝缘体的拓扑特性由自旋轨道耦合引起,具有时间反演对称性。在厚度仅几纳米的拓扑绝缘体薄膜中,自旋极化狄克拉表面态和量子尺寸效应的共同作用可以使电子能带、自旋结构及拓扑性质产生丰富的变化,并可以通过多种手段对其进行调控。在拓扑绝缘体的量子薄膜中通过磁性掺杂引入铁磁序,可以破坏其时间反演对称性,导致量子反常霍尔效应等多种新奇的量子现象。我们结合分子束外延生长技术和角分辨光电子能谱、扫描隧道显微镜、输运测量技术对磁性掺杂拓扑绝缘体量子薄膜的生长、电子结构及物理性质进行了详细的研究,实现了对其电子结构、拓扑性质、载流子浓度及磁学、电学性质的调控,并最终在磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜中实现了量子反常霍尔效应。拓扑绝缘体和磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜的独特性质和表现出的新奇量子现象使其有望应用于未来的低能耗电子器件中。


提供全程解决方案 技术保持全球领先

会议期间,本网编辑有幸采访到牛津仪器Omicron NanoScience中国区总经理李俊云博士,为我们详细剖析了奖项的历史和发展以及牛津仪器Omicron NanoScience部门的现状与未来。


中国科研快速发展成就中国奖

牛津仪器一向致力于支持全球年轻科研人员做出科研的成就,在美国、欧洲和日本都设立了科学奖,尤其在日本有马丁•伍德爵士科学奖已有了10年的历史。事实上牛津仪器多年前就在考虑在中国设立马丁•伍德爵士科学奖,但由于当初国内科研水准的不足,无法产生满足奖项条件的候选人;而近年随着中国科研水平的快速发展,牛津仪器认为设立奖项的时机已成熟,马丁•伍德爵士中国科学奖因此应运而生。

完善解决方案满足客户更多需求

采访中李博士提到:“牛津仪器创始人-马丁•伍德爵士最重要的贡献是在超导磁体和低温领域。 50多年来,我们在超导磁体和低温领域一直保持着世界领先的地位,我们公司能有如此悠久的历史,同时又不失创新,这是非常不容易的。”

李博士谈到:“牛津仪器在低温和超导磁体方面主要有三条产品线分别是极低温、超导磁体和光学系统结合液氦温区的低温恒温器。”

“目前市场上一般公司只拥有低温方面或超导磁体方面的产品,与同行业相比,我们公司则拥有完整的产品线,因此可以为客户提供更全面的解决方案。这也意味着我们不需要从其他厂家来购买关键部件,对客户来说产品质量和产品性能方面都有了最大的保障。”

提到公司整合时,李博士谈到:“目前越来越多的客户需要测量系统和低温磁体部分,但同时也需要产品的制备和产品的生长部分,而那些正是Omicron公司所擅长的,3年前我们将其收购,并在年前完成了部门整合,这也意味着我们有能力为客户提供更完整的解决方案。事实上,目前科研客户在向既要有样品制备又要有样品测量的方向发展的趋势明显加快,Omicron的加入最大限度地满足了客户这方面的需求。”

就新产品研发方面,李博士说:“我们新产品的研发主要针对与Omicron结合起来的一些新的产品,结合两家公司的超高真空,极低温和强磁场能力研发更强大综合科研条件的高科技产品,针对客户的特殊要求也可以更快地开发一些特殊产品。”

专业团队打造高品质专业服务

谈到行业情况时,李博士信心满满:“同行业公司中很大一部分都是代理商,而我们是直销商,从而保证给到客户更加专业和高质量的服务,另外我们公司对所有员工专业知识要求非常高,基本都是硕士和博士,我们公司的宗旨就是给客户提供专业的高质量的服务,这也是我们公司与其他公司最大的不同之处。”

展望未来明确公司发展方向

在谈到低温物理技术方面,李博士也提出了自己的见解:“以前的低温技术作为一个特殊的技术,门槛很高,科学家用起来很不方便,因此当今低温物理技术面临的主要挑战就是让其走下神台,如何将它转化成一个工具,进而更大程度打开它的应用范围,即使不太熟悉技术的人也能用,不同领域的科学家都能用,这也是以后的发展趋势,对我们来说也是现在所面临最大的挑战,不过我们公司的特长就是擅于把一个高技术产品转化成一个对客户友好的产品。”

“我们集团公司整体向纳米科学工具出发,所有的部门不管是收购或者兼并都围绕向纳米科学提供成套仪器设备为目的,我们收购Omicron的原因正是因为我们缺少纳米材料和表征这方面的设备。我们通过持续收购兼并,以实现公司整体发展的战略。将来,我们也将继续根据用户的需求,并结合中国市场特点,努力为客户提供最好的产品和服务,并帮助他们取得成功。”

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