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青春岁月谱新歌 科技创新报祖国
——记中国科学院半导体研究所研究员王开友
来源:紫光阁网     2015年05月12日 

  他从来都知道,选择了做科研,就选择了过苦行僧式的生活,外面灯红酒绿的花花世界从此与他隔绝。对此他毫不遗憾,而是充满感激,因为自己已经找到了兴趣所在,并做好准备长时间地探索钻研,甚至为之奋斗终身。他深知,从事科学研究不能急功近利。也许是小时候的经历,使他具有一般人所没有的坚韧不拔的精神,他沉得下心,耐得住寂寞,在实验室里度过了一个又一个不眠之夜。他用自己的经历为自己的学生做出表率:只要有探索未知世界的勇气、热情和毅力,坚持下去,就会有收获。

  他,1975年1月出生,21岁加入中国共产党,22岁大学毕业并获得“安徽省优秀毕业生”称号,2005年于英国诺丁汉大学获得哲学博士学位,并获得国家留学基金委“海外优秀自费留学生奖”。2009年,34岁的他入选中国科学院“百人计划”,加入中国科学院半导体研究所,成为研究员、博士生导师,2012年获得国家自然科学基金委“杰出青年科学基金”资助。一路走来,他从品学兼优的高才生,到独当一面的科研骨干、导师、党委委员、支部书记,他就是中国科学院半导体所研究员王开友。

  王开友有长期的旅英工作经历,一直从事自旋电子学和低维体系微纳器件的物理机理和功能特性研究。年纪轻轻的他立志报效祖国,回国后他在科研、实验室发展、党支部建设、教书育人等各项工作中均取得了骄人的成绩。

  生于田亩,成于欧洲

  王开友生长在安徽省太湖县一个农民家庭。由于家庭比较贫困,父亲常年在外打工,家里田地比较多,小学时每天放学前后就帮助母亲干些力所能及的农活,包括打猪草、栽秧、浇水等。但他对学习有着浓厚的兴趣,抓紧一切时间读书,考上了当地县城重点中学。高中时期,他在安徽省高中物理竞赛中获得三等奖,并获得华东六省一市化学竞赛三等奖。他对物理有着强烈的爱好,于1993考入安徽大学应用物理专业,在大学期间多次获得奖学金,并被评为优秀团员,1996年光荣加入中国共产党,1997年被评选为“安徽省优秀毕业生”。大学毕业后,他加入了中国科学院固体物理研究所工作,从此开始了科研生涯。

  也许是小时候的经历,使得王开友具有一般人所没有的坚韧不拔的精神,经常在实验室里度过一个又一个的不眠之夜。但是在这里他发现自己知识储备的远远不够。第二年他考入中国科学院固体物理研究所硕士生,在此期间他努力学习,刻苦钻研,发表了多篇论文。

  为了获得更好的深造机会,硕士毕业后王开友决定到国外深造,2001年他到英国诺丁汉大学物理天文学院开始攻读博士学位。在此期间,他勤奋工作,从来没有回国探亲,每天都工作到深夜,两次到波兰科学院物理研究所进行6个月的访问研究,取得了丰硕的成果,2004年获得了国家留学基金委评选的“海外优秀自费留学生奖”。博士毕业后,虽然导师希望他留在诺丁汉大学做博士后,但是他希望迎接新的挑战,并且学习新的知识,所以毕业后他加入了英国剑桥大学日立研究室,在这里他自己独立负责了两个欧盟的联合项目。期间他作为访问教授受邀到丹麦哥本哈根玻尔研究所进行了为期2个月的访问。在英国学习和工作期间他参与了欧盟框架6 FENIKS (2001—2004年)以及作为重要参与人参与了欧盟框架7 的Nanospin(2005—2009 年)和CANAPE(2004—2008 年)项目。剑桥日立研究室的主任希望他留下来长久工作,但是他还是希望回到国内,因为可以自己带领一个研究团队为中国在相关领域做出更好的工作,为中国科技的发展作出自己的贡献。

  筚路蓝缕,甘之如饴

  王开友于2009年加入了中国科学院半导体研究所。在这里他开始了人生新的起航。在国外他在一个成熟的实验室工作,很多设备都是现成的,可以随时使用,而回国后的实验室空空如也,什么也没有。面对这种情况,他二话不说,卷起袖子,摸爬滚打,从头开始。

  王开友设计加工了一个分子泵组和场发射研究系统,并随着国家科研经费的慢慢到位,开始真正搭建起了自己的实验室。他心里一直有一个想法:科研工作一定要有自己的特色,要适应自己的需要,让自己用着趁手。所以任何设备他都希望不是原装购买了事,而是喜欢自己设计搭建一些具有独特功能的系统。比如,在购买一套无液氦的电磁输运(2~300K,磁场0~12Tesla)综合测试系统基础上,他自行设计了国际上首个可以在磁体内部进行空间三维旋转的样品杆;搭建了一套(变温10~300K,磁场0~0.3 Tesla, 波长范围390~2400 nm)的综合(自旋)光电导系统等。如今他很自豪地说:投入了将近1000万元,拥有150平方米科研用房,建成了一个具备基本微纳器件制备及光电、电磁、磁光微纳器件基本物理和功能特性研究的综合实验室。

  由于大量的精力花费在实验室搭建上,王开友把自己弄得很辛苦,但是他始终认为搞科研一定要耐得住寂寞,慢工出细活。所以他始终保持一颗乐观的心,把压力转化为工作的动力,他的办公室的灯总是亮到深夜,忘记了节假日。就是凭着这股韧劲,他在科研探索的道路上始终没有停歇。他出色的科研成果,得到国内同行的广泛认可,于2012年获得国家自然科学基金委“国家杰出青年基金”的资助。

  独具慧眼,突破创新

  王开友具有独到的科研见解和敏锐的洞察力,长期以来一直从事自旋电子学和低维体系微纳器件的物理机理和功能特性研究,取得的创新性成果包括:①发现了决定铁磁半导体中居里温度的物理根源,为铁磁半导体居里温度的提高奠定了基础,并获得了当时最高居里温度 173 K。相关工作被 Nature、Review of Modern Physics等著名杂志引用超过800次,并被多次写入书本。他也因此被国际纯物理和应用物理学会在国际半导体会议上评选为“优秀青年作者奖”。②澄清了人们对铁磁半导体中丰富铁磁特性起源的争论,实现了对铁磁半导体GaMnAs中矫顽力的调控,使得在同一种材料中实现信息处理和存储成为可能。相关工作被Nature、Nature Materials等著名杂志大量引用,也被多次写进Semiconductors and Semimetals 系列丛书中多个章节。③利用电流来调控器件的磁特性及磁畴壁是实现自旋电子学走向应用的前提:首次在GaMnAs基铁磁半导体器件中宽温区范围内都实现了电流驱动磁畴壁运动;利用电流有效地调控(Ga,Mn)As微纳器件的磁学特性。相关工作受到相关领域的广泛关注,为电流调控磁性器件的基础和应用研究起到了积极的推动作用。④基于低维半导体纳米器件来实现量子信息处理是信息科学的重要发展方向之一:他从实验中直接获得了碳纳米管自旋劈裂和轨道劈裂能量的大小;在碳纳米管双量子点器件中实现了利用磁场来调控不同量子基态间的改变,提出利用碳纳米管双量子点器件可实现量子比特的信息处理。相关工作受到了国际上的广泛关注:其中包括Nature Physics为此写了相关新闻观察报道,同时也被Nature Nanotechnology作为研究亮点报道。

  在最近四年多来,王开友先后主持了国家自然科学基金委、科技部973项目、中国科学院、财政部设备研制等项目9项,获得的总经费超过2000万。已经在包括Nature Physics, Physics Review Letters等在内的诸多国际核心刊物发表了70多篇科技论文,文章已经被引用2400多次。

  友爱同事,为人师表

  自从1996年加入中国共产党以来,王开友用自己的行动诠释着入党誓言。他于2010成为中国科学院半导体研究所超晶格室党支部书记,并于2012年被党员代表大会推选为半导体所党委委员。他具有强烈的责任意识,非常注重政治思想建设。虽然科研工作非常繁忙,但是关于所党委安排的任务,他每次都是亲自带领支部班子开展党支部活动,而且他非常关心学生党员在工作和生活上遇到的困难。在他的带领下超晶格党支部连续三年被评选为“优秀党支部”。随着科学院的科研改革,他结合研究所“一三五”战略规划,合理安排支部工作,以党建促科研,以科研带党建,让实验室和党支部的每个人都能有不同程度的进步和发展,使得党支部成为科研工作中的战略堡垒。

  2009年,王开友作为“百人计划”人才加入半导体研究所。由于是新的研究小组,新的学生,所以他整日陪着学生一起子在实验室搭建设备,教学生每一个实验仪器的用法,经常和学生一起在实验室干到深夜。学生的每一点进步都倾注了他的心血。他对学生的科研要求异常严格,甚至苛刻,他的字典里没有“凑合”二字,但是对于学生工作和生活的难题,他会给予耐心的开导、鼓励和帮助,使他们重拾自信。

  在科研生涯里,王开友最想感谢的是父母、岳父母,心中也对他们充满了愧疚。由于他和妻子都是一线科研工作者,照顾家庭的时间几乎为零,是双方老人不仅轮流帮忙照顾小孩,甚至还有他们的生活起居。“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”。王开友认为荣誉和成绩只能代表过去。一份耕耘,一份收获;不经历风雨,怎么见彩虹。只有不断的进取、努力,才能获得更多的科研成果,为祖国的科研事业贡献自己的力量。

  (注:本文由中国科学院侨联供稿。)

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