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馬仁敏:科研需要分享也需要碰撞

  • 發佈時間:2015-08-05 01:30:53  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  在北大物理學院,記者見到了年輕的馬仁敏。一副眼鏡,面帶微笑,他就是你想像中學霸或者科研人員的樣子。

  鐳射器是現代科學與技術的核心驅動力之一,而多年來驅動馬仁敏研究的核心問題就是“是否能利用奈米鐳射器作為現代奈米科學與技術的核心驅動力?”

  從在北京大學攻讀博士學位,到在美國加州大學伯克利分校做博士後,再到去年作為“青年千人”回到北大物理學院任教,馬仁敏一直在努力印證這一問題。

  在探索的過程中,馬仁敏取得了多項科研成果。2009年,他參與研製出了世界上首個等離激元鐳射器,這是當時世界上最小的半導體鐳射器,此成果引起了《科學》《自然》等世界頂尖學術雜誌的關注。雜誌評論認為,“此項研究將鐳射器縮小至電子器件的尺寸,讓晶片上光互連、單分子檢測等應用變成了可能。”而《MIT技術評論》2010年發文紀念鐳射器被發明50週年,文中給出了包括諾貝爾獲獎項目在內的9個最具代表性的鐳射器,馬仁敏及其夥伴們的這一成果也位列其中。

  “最小的器件是做出來了,但那需要在液氦條件下的極端低溫環境中才能實現。”馬仁敏告訴記者,要讓奈米鐳射器走向實際應用,必須要將液氦低溫壞境變為日常室溫環境。2011年,室溫條件下工作的奈米鐳射器在馬仁敏的主導下又誕生了。《科學》《美國新聞》等頂尖學術刊物和媒體對此成果給予了很多關注,評論者認為“研究者發展了一項新的鐳射技術可以使奈米尺度鐳射器工作于室溫,克服了奈米鐳射器走向實際應用的一個主要障礙”,此成果“將鼓勵更多的科研人員從事等離激元鐳射器的相關工作。”

  2012年,馬仁敏等做出了一種波導嵌入型等離激元鐳射器。這一研究被美國國家科技委員會奈米尺度科學、工程與技術分會的創始主席在發表于《科學美國人》的一篇文章中列為五種最令人興奮的奈米前沿技術之一。這項成果是關於解決奈米鐳射器出射光的發散問題。“鐳射器越小,光發散得越厲害,這是由光本身的物理性質決定的,怎樣克服這個現象?打個比方説吧,這就好像大壩上的口子流出來的水散了,我就在那裏接了根管子,而且可以任意設置這些管道。”馬仁敏這樣解釋道。

  去年,他們又成功利用超小模式體積和高品質因子的等離激元鐳射器實現了痕量爆炸物氣體分子檢測。關於此項成果,馬仁敏介紹到,即使每10億個空氣分子裏有1個爆炸物分子,利用此鐳射器都可以精確探測到。某處若使用或存放過一點點爆炸物,通過奈米鐳射器都可以捕捉到比遊絲還要微小多倍的爆炸物分子的痕跡。此項科研成果若能實現廣泛的實際應用,將對機場、廣場等人員聚集區或安保要求級別較高的場所的安防工作提供很高的技術保障。

  馬仁敏所做的這些科學研究並非僅僅局限于實驗室,部分成果也已經開始走向實際應用。他們的一個專利成果已經被南韓三星集團高價收購。

  關於在伯克利幾年的科研工作經歷,馬仁敏感受最深的是他所在實驗室的獨特創新氛圍。他的博士後導師張翔教授那裏聚集著全世界各地擁有不同知識文化背景的博士、博後、訪問學者等。思想的自由分享,碰撞與交流是他們創新想法的重要來源。“一個人不可能什麼都做到頂尖,用自己的長處去和別人的長處合作,就會産生1+1點2 的效果。”

  “我正在將我所學到和所感受到的精華的思想和理念,教給我的學生們,我招了知識背景多樣的學生,就是要培養他們的分享合作意識,讓他們在思想的碰撞中共同進步成長。”

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