24岁成博导,电子科大研究员用两颗钻石,让原子
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【摘 要】:“我曾几度因为‘ 90 后博导'的标签上了热搜,也不知道是不是因为上了热搜,我又再一次站在这个台上。 好一个复杂曲折的‘莫比乌斯环',虽然看似经过两年又回到了(入职时的)起





“我曾几度因为‘ 90 后博导'的标签上了热搜,也不知道是不是因为上了热搜,我又再一次站在这个台上。
好一个复杂曲折的‘莫比乌斯环',虽然看似经过两年又回到了(入职时的)起点,但却是两种完全不同的状‘态',也从来没有停下过努力向前的脚步。”
2020 年秋季,在电子科技大学格拉斯哥学院开学典礼上,该校基础与前沿研究院的博导夏娟,代表全学院导师发言。本次采访中,她向 DeepTech 独家透露了这份演讲稿。

图 | 夏娟(来源:受访者)
夏娟是四川广安人,出生于 1994 年,4 岁上小学,24 岁成为大学老师。今年 27 岁的夏娟,主要研究凝聚态物理,其本科毕业于四川大学材料科学专业,博士毕业于新加坡南洋理工大学物理与应用物理系。
促使中国西部高校诞生首篇 Nature Physics 第一单位和通讯单位论文
几个月前,夏娟以第一作者和共同通讯作者身份,让中国西部高校诞生了首篇以第一单位和通讯单位发表在
Nature Physics
的原创研究论文,其他合作者有电子科大王曾晖教授、南工大闫家旭研究员等。
论文题为《二硒化钨 - 二硒化钼双层异质结的层间强耦合及高压调控研究》(“Strong coupling and pressure engineering in WSe2-MoSe2 heterobilayers”)。

图 | 相关论文(来源:受访者)
俗语称,人无压力轻飘飘,井无压力不出油。这不仅适用于教育学和心理学等领域,也同样适用于物理学。
本次研究中的金刚石对顶砧(DAC)装置,其主要构成部分是两颗尖对尖的钻石,也就是金刚石压砧。其中,两颗金刚石尖顶之间的极小垫片包裹着钻石。

图 | 金刚石(来源:Pixabay)
夏娟表示,当推动金刚石压砧中的两颗金刚石相向而行时,金刚石尖顶之间的空间被急剧压缩 ,空间中除了样品 ,还充满了硅油等液体传压介质,由此可见实验难度非同一般。
而垫片就像紧箍咒一样,可以紧紧箍住液体传压介质,从而让其 “无处可逃”,这时样品所处空间的压强就会急剧上升 ,进而会给样品施加可达百万个大气压的超大 静水压 。
谈到这里,她举例称,
这和潜水员潜入深海时会受到不断增加的水压,是一样的道理。

(来源:受访者)
本次研究中,她利用可产生百万大气压强的 DAC 装置,对比千分之一蝉翼厚度还要薄的二维异质结材料,实现了高效压缩,
并系统研究了二维异质结的层间激子发光、电子能带结构等物理特性随压强变化的响应。
从结构上来说,这里的二维异质结可以认为是,通过特定方法把不同二维材料堆叠起来,从而生成新的二维材料体系。就好像把几片‘蝉翼'贴一起,从而形成新的 “复合蝉翼”。

图 | 蝉翼(来源:Pixabay)
在实验凝聚态物理的研究中,“压强工程” (Pressure engineering) 是一个重要的调控材料物理特性的手段,它不仅能和电学研究以及原位光学相结合,还具备高效、连续、可逆等优势。
人类日常生活的压强是 1 个大气压,海底一万米的压强大约是 1000 个大气压,利用本次研究中的装置,可轻松实现 个大气压的高压。
她表示,本次研究很像是把二维异质结这种 “复合蝉翼”,放到万吨水压机之间,用比泰山还重的极高压强,去让两片 “蝉翼” 贴合得更为紧密。
如此便可改变 “蝉翼” 间的相互作用,进而去观察上述施压过程,对整张 “复合蝉翼” 性能的调控作用。
而她研究的二维材料,通常是原子级别的厚度,连蝉翼厚度的千分之一都不到。夏娟表示,在对微小样品施加超高压强上,金刚石对顶砧装置拥有得天独厚的优势,也是一个十分强大的实验手段。
据了解,金刚石顶部砧面的直径一般仅有几分之一毫米,这大概是几根头发丝加起来的直径。
因此,在这项研究中,通过使用 DAC 高压技术,对顶放置的两颗钻石的微米级砧面处,
可产生接近地心压强的超高静水压环境,进而可给二维材料体系带来 30% 以上的体积变化,如此便可大幅、且高效地调控所研究的材料体系。
文章来源:《电子科技大学学报》 网址: http://www.dzkjdxxbzz.cn/zonghexinwen/2021/1201/588.html