本所声明  |  联系方式  |  中国科学院  |  数字认证(OA)   |  ARP  |  English  |  邮箱

中国科学报:丰硕成果源于“慢功夫”

来源: 发布时间:2013-06-17【字体:
近两年来,中科院上海光机所研究员王俊一直在从事处于光学材料领域国际最前沿的二维层状半导体纳米片的批量制备及超快非线性光子学性质的研究工作,并取得了不少创新性成果。但当记者问及他对科研创新的看法时,王俊的回答却很少提到“新”或“前沿”,而用到的字眼更多是“问题”。
 
 
凌晨一点,喧闹的大地早已被夜幕深深笼罩,可在中国科学院上海光学精密机械研究所(以下简称上海光机所)里,中科院强激光材料重点实验室纳米光子学课题组研究室的灯还亮着,研究人员依然在忙碌。电话铃声不时响起,打破了研究室内的宁静。
 
这个不时用电话“骚扰”大家的人就是课题组组长、上海光机所研究员王俊。
 
王俊的办公室和研究室不在同一个楼层,“一有想法马上打电话”早已成为纳米光子学课题组的习惯。这些日子以来,由于课题组正在全力攻克一个难题,因此电话铃声也频繁响起。
 
“通过研究使还未得到解答的问题真正得以解决,是科研创新最大的意义。”王俊说,“这也是我们课题组一直秉承的信念。”
 
不为单纯求新
 
从研究内容上来看,王俊无疑走在光学材料研究领域的国际最前沿。
 
2010年,二维石墨烯材料的相关研究刚刚获得诺贝尔物理学奖。2011年上半年,王俊就又向前走了一步,盯上了更为前沿的以过渡金属硫系化合物为主的类石墨烯材料。
 
那时,过渡金属硫系化合物还只是一个刚刚被提出的概念。直到现在,它的很多基本性质仍没有开发出来。
 
“我们现在所做的工作,是探索过渡金属硫系化合物的超快非线性光学性质,这方面还没有人研究过。”王俊介绍道。如果只是去做别人没做过的东西,他觉得那还不足以构成真正意义上的科研创新。
 
王俊认为,创新更重要的是能够通过研究解决一些重要问题。而这些问题往往是某领域研究通向应用的一个瓶颈,这具有重要的创新意义。
 
石墨烯本身没有带隙,这个特质限制了其在晶体管上的应用,但过渡金属硫系化合物却有一个很大的禁带,可以使其直接应用于光电器件的制造上。另外,石墨烯不发光,但过渡金属硫系材料却有着很好的发光效果,这就可以将二维层状材料的应用扩展到照明、发光的LED等领域。石墨烯只是一种材料,而过渡金属硫系材料是多达几十种的一系列材料,能提供更为丰富的选择。
 
“所以,我们研究以过渡金属硫系化合物为主的类石墨烯材料,不是它还没有被别人研究过,而是它确实能够解决传统石墨烯材料无法解决的问题,填补石墨烯材料在光电学应用领域的许多不足之处。”王俊坚定地说,“我们不为单纯求新而创新,我们为解决问题而创新。”
 
研究中的“慢”哲学
 
在以解决问题为创新目标的信念驱动下,短短两年,王俊的课题组取得了丰硕成果。2011年,王俊带领的研究团队因为在二维层状半导体纳米片的批量制备及超快非线性光子学性质方面取得的突出成果,获得石墨烯领域著名国际会议Graphene Conference的资助奖励,得到了国际同行的肯定。目前,课题组的一篇论文也进入到了《自然》杂志一份子刊的审稿阶段。
 
如此成果的取得源于他们的“慢”功夫。
 
2010年12月,王俊回到上海光机所。2011年上半年开始,从课题研究到团队组建,王俊坦言:“经历了一个从无到有的过程。创新需要速度,但同样需要踏实。”
 
因为课题组研究的内容是二维纳米材料的光学性质,所以首先需要进行纳米材料制备,然后再用超快非线性光学设备对其进行测试。这个过程涉及物理、化学、光学、材料学等一系列专业领域。在实验室初创阶段,王俊不得不耐心地把材料制备、光学测试、计算机模拟等在内的一整条路径一点一点地打通。
 
这些努力,为课题组的前沿研究打下了坚实的综合平台基础,也为日后研究成果的不断涌现提供了条件。
 
王俊提倡创新研究中的“慢”哲学,与其在爱尔兰的研究经历分不开。2006年,王俊在爱尔兰都柏林大学加入了世界知名材料物理学家、爱尔兰皇家科学院院士Werner Blau的研究团队,从事石墨烯和碳纳米管光子学研究。
 
爱尔兰是个小国,但科研平均水平却很高,那里的科研创新环境被王俊形容为“淡定”。“总体来说就是四平八稳,你要研究一个问题,可以花很长时间慢慢悠悠地做,不着急,直到把它做好。”王俊说,“这是我们需要借鉴的,心态放平和一些,多花点时间把问题研究透、研究细。”
 
刨根问底求答案
 
要攻克一个前人都无法解决的难题,必然要经过一段充满困难、挫折和迷惑的路途,在探索的过程中无意间得到的创新成果却让这条路充满了惊喜。最近,王俊便得到了这样一份意外收获。
 
前一段时间,在对石墨烯材料自相调制效应的研究中,王俊和课题组成员发现其间总会有一个自相调制的花纹或光斑,并会出现塌缩现象。
 
“针对这个问题,我们查了文献,发现很多文章都会提到这个现象,却没有人能把它解释清楚。”王俊说。
 
那时候,课题组的实验已经做得差不多了,但碰到问题就要“刨根问底”的王俊,坚持要从实验和理论上把这个现象弄清楚。
 
为此,他们经常要工作到凌晨一两点。一旦王俊发现有数据需要再处理,有东西要更深入地挖掘,或者有一些实验要补做,他就会马上拿起电话跟团队成员沟通,“我随时给他们打电话,他们都在”。
 
在夜以继日的努力探索下,研究团队终于从实验和理论上把石墨烯材料自相调制的花纹会变形、会塌缩的现象解释清楚了。而令王俊惊喜的是,在这个过程中,他们反推了原来没有被研究发现的石墨烯材料的一些根本性质。
 
王俊笑着说:“科研人员在创新研究中,不仅要发现问题,更要解决问题,并把结果公布出来,为大家服务,我觉得这个才是做科研的核心创新理念。”
 
(本报实习记者 张文静)

附件下载: