——记北京大学信息科学技术学院物理电子学研究所副教授康宁

　　□　刘婉茹
　　
　　

　　
　　极端条件是指人们日常生活中并不存在、而且用通常的手段难以实现的某些物理条件，如极低温、超高压和强磁场等。在传统科学日臻完善的今天，为了能制造出更多机遇以取得全新的突破，非常规的极端实验条件显得越来越重要。
　　这一物理条件的发展和运用，使得人们可以在实验室中发现并研究物理、材料、化学和生命科学中许多奇妙的新现象，为未来能源、信息和材料等领域中科学问题的研究和核心技术的解决提供了新的途径，从而大大拓展了我们认识自然、改造自然、造福人类的能力。
　　7年前，秉持着在这一领域研究中为我国的科研事业助力的初心，康宁来到了北京大学信息科学技术学院物理电子研究所这一平台。在平台的支持下，他将研究领域集中在极低温、强磁场条件下低维电子体系及其量子器件的表征和输运性质研究，在基于超导—纳米线复合器件的介观输运实验研究、低维超导体系及其复合器件的量子输运性质研究、石墨烯多端器件中的量子输运及其低维复合结构的输运性质研究中展开了一系列探索。研究初衷，多年未变。在与康宁的沟通中，我们深刻地感受到了一位当代科研人的睿智与沉稳、严谨与踏实。
　　

科研逐梦 不懈前行

　　用更高的志向、更宽阔和长远的眼界，在科研世界里不懈奋进，康宁的逐梦之旅，始终坚定。
　　本科毕业于南京大学物理系，之后康宁又获得了中国科学院物理研究所理学博士学位。为了在科研领域有更多的突破，他先后在德国Konstanz大学物理系、日本东京大学固体物理研究所和巴黎十一大学固体物理实验室做博士后研究员。多年的海外研究经历，极大地拓宽了康宁的研究眼界。不管在何时何地，他总是能保持对科学研究不变的热忱。全心投入到科研工作之中，他在科研方面也取得了一些创新性进展。
　　在国外从事科研工作时，康宁研究了一些一维纳米材料的相图，为认识一维材料的性质以及后续的应用奠定了基础。康宁表示：关于此类研究，我们都是属于做得比较早的，因为我们所做的研究方向都相对较小，仅仅在研究领域内，大家才会比较关心。但是，只要能够将所在研究领域的科研进展往前推一点，就是科学研究的一个小进步。
　　

心系祖国 探索不息

　　科研工作者的梦想应该与祖国的科研事业发展紧紧联系在一起。2011年，结束了在国外多年的科研工作，康宁来到北京大学信息科学技术学院物理电子学研究所任副教授，在极低温、强磁场物理条件下低维电子体系及其量子器件的表征和输运性质研究领域中探索前行。
　　在康宁回国之初，国内从事这一领域研究的相关科研人员还比较少，而他也希望能在这一领域的基础研究中，为我国贡献属于自己的科研力量。回国后，他一直在承担极低温、强磁场条件下测量平台的建设任务。他告诉记者，极低温条件下的实验研究，不是只需要一个仪器放在那就可以，在测量中，有许多细节问题都需要科学家进行综合考量，然后将科研仪器进行改造。特别是在测量固态的电子器件时，其对微弱信号的要求很高，在建设平台时，康宁及其团队成员还要将这些因素考虑在内，以满足他们做一些量子器件研究的需要。研究平台的建设是康宁及其团队成员心血的结晶，虽然国内在相关领域的研究中起步比较晚，研究技术积累得还不是很够，但是康宁及其团队成员由衷地希望能通过自己在研究领域中所做的一些努力，为推动我国相关领域研究的进步而不断前行。
　　2014年，康宁主持的国家自然科学基金项目“基于石墨烯三端和多端纳米器件的量子输运研究”正式开始研究。
　　在项目研究中，他们以探索和研究以石墨烯三端和多端弹道器件的量子输运特性和量子电子器件的研制为主要目标。通过优化石墨烯纳米器件的微加工工艺，他们发展和完善了低温、强磁场条件下的测量系统，并结合微弱信号的测量技术对器件的量子输运行为进行细致的研究，理解石墨烯纳米器件中电荷和自旋的散射过程及耦合机制，进一步揭示出纳米尺度下石墨烯材料的新奇量子特性。以此为基础，他们终于通过设计和制备不同结构的石墨烯三端和多端器件，研制新型多功能的石墨烯量子电子器件。
　　在项目进行的4年间，他领导项目研究组按照预定的实施方案和技术路线，发展和完善了石墨烯量子电子器件所需的器件制备工艺和微弱信号测量技术，部分研究结果在国际上处于领先水平。其中主要研究成果包括：成功研制出了基于单层石墨烯的三端和多端器件，细致研究了不同尺度下器件的非线性效应，在室温下观察到特征的非线性效应，表现出石墨烯纳米器件的室温弹道输运特征。在研究中，他们进一步在低温强磁场下观察到局域散射势垒对量子霍尔边界态散射的非对称效应；率先在国际上开展了基于过渡金属碳化物及石墨烯异质结结构的量子输运特性研究，发现了一种新型的二维超导体，并利用其与石墨烯异质结构实现理想的超导接触。实现了项目研究的创新性突破。
　　

教学致研 孜孜不倦

　　科研之路并非一帆风顺，在实验平台的建设过程中，康宁及其团队成员也遇到过一系列技术难关。不同于国外实验室在建设方面会有专门的技术人员辅助，康宁及其团队成员们任何事都要亲力亲为，遇到问题了就自己去学习去钻研，而正是因为这样，他们在平台搭建的过程中收获了极大的成长。
　　科研之外，学生的培养工作也是康宁的工作重点。从事研究工作的初衷是什么？康宁一直在思考。在他看来，一名科研人一定要有发自内心的对于科研工作的热爱，只有这样才能让自己全身心投入进去，特别是在本科生到研究生这一阶段，这一转变尤为重要。在日常的研究工作中，相较于在师长的位置上对学生进行引导，他更注重与学生建立平等的合作关系。他说：“科研工作永远没有固定的答案，需要不断摸索前行，也许在共同解决科研问题的过程中，学生会收获很大的成长，从而使他们觉得从事这一领域的研究工作更有趣味性。”
　　科学研究不能急功近利，特别是在康宁所在的研究领域，他们经常做一些小器件的输运研究，在显微镜下一呆就两三个小时，有时候做了一个多月的样品，可能在一两分钟之内就坏了。“如果性格稍微急躁一些，就会越做越差。虽然相对较慢的性格在现在的科学研究中有些‘格格不入’，但是总要有一些不同性格的人去做一些事情。”康宁说。所以，他也始终告诫学生，在从事科学研究时不要太心急，只有脚踏实地深入到科学研究之中，科研成果才会“水到渠成”。
　　在国家将量子计算、量子信息方向列入国家战略发展的背景下，未来，康宁还会在自己科研方向的基础上，向着量子器件方面的研究不断前行。而想要进行这一领域的研究工作，超导方向的研究就起着至关重要的作用。现如今与石墨烯类等低维结构特征的材料在低维纳米电子学器件中有潜在的应用前景，但其中复杂的物理现象诸如电荷密度波与超导的关联。康宁也希望能将超导与低维材料相结合，开展一系列探究工作。
　　2018年，其申请的自然科学基金面上项目“基于石墨烯/二维超导异质结构器件的量子输运研究”正式开展研究工作。现如今，他和团队成员已经马不停蹄地投入到了下一个阶段的研究中，为了新的科研目标而进发。
　　从事科研以来，康宁一直在科研世界里脚踏实地前行，在他身上我们可以看到很多中国科研人员的缩影——踏实、专注、没有功利心。在国家经济不断发展的当下，他仍会在自己的领域研究内发光发热，为了科研领域的点滴进步而孜孜不倦！