蘭州大學(簡稱“蘭大”)物理科學與技術學院教授高存緒的人生軌跡,可以說是一趟出發與再回歸的旅程。從1996年與蘭大結下不解之緣那天起,母校始終是高存緒最深的眷戀。“出發是為了更好地回歸”,2011年,赴海外求學歸來的高存緒回到蘭大任教。如今,他已將自己的教學與科研事業深深扎根在蘭大這片沃土,不斷激勵著新一代蘭大學子勇往直前,就像自己當初在蘭大求學的那段經歷一樣:懷抱夢想,探索未知,迎接挑戰。
高存緒,蘭州大學物理科學與技術學院教授,博士生導師。研究方向為反鐵磁自旋電子學、磁學與磁性材料、磁性金屬異質結物理與器件應用等,在Physical Review Letters等期刊發表SCI論文78篇,主持國家自然科學基金面上項目3項、甘肅省自然科學基金2項
坐了三天兩夜的綠皮火車
1996年夏,天氣異常炎熱,離高考還有1個多月的時間,高存緒正在翻閱一張因在班級內反復傳閱而毛糙掉色的志愿填報指南報紙。因為喜歡物理且覺得蘭大的物理專業不錯,他便毅然填報了蘭大理論物理專業,自此開啟了與蘭大的不解之緣。他并不知道蘭州有多遠,只知道蘭州在大西北,并從在甘肅天水打工的發小口中聽聞,“早上喝奶茶,中午吃手抓羊肉,周圍都是大山”。
離家前,受經濟條件所限,父親對高存緒說:“我不能送你去蘭州,你得自己去。”從山東省臨沂市到甘肅省蘭州市,全程近1600公里,乘坐當時僅有的綠皮火車需要三天兩夜,二十出頭的高存緒懷揣錄取通知和不多的學費,在火車的無數次顛簸停靠中輾轉難眠。看著窗外越來越多的大山,高存緒內心的失落漸漸超過了上大學的興奮。
入學報到后,蘭大卻讓高存緒在遙遠的大西北體會到家一般的溫暖。他清楚記得輔導員周莉箴老師的深切關懷,“剛畢業參加工作的她就像大姐一樣,為物理系剛入學的同學們悉心答疑解惑”。天南海北的同學像兄弟姐妹一樣相處,一起打飯、一起上課、一起自習。因為喜歡參加學生活動,高存緒擔任了物理學基地班班長、物理系學生會副主席和校學生會副主席。在緊張的學習之余,高存緒會組織各種活動拉近大家的距離,他積極凝聚班級力量、服務周圍同學,贏得老師和同學們的認可。
本科畢業后,高存緒留在蘭大攻讀碩士學位,師從薛德勝教授。當時薛德勝教授課題組在金屬納米線的研究上取得了系列進展,但氧化物納米線的制作進展較為緩慢,初生牛犢不怕虎的高存緒毅然接下了這項任務。當時科研條件比較受限,互聯網尚未普及,相關資料難以搜尋,想要查找文獻資料只能在物理院資料室以及圖書館等紙質資料庫進行。新穎的研究方向與陳舊的文獻資料之間的沖突,并沒有阻礙高存緒的科研之路,非化學專業出身的他東奔西走,借閱了很多無機化學書籍,一摞摞資料成為他的“左膀右臂”。高存緒回憶道:“我每天早上7點拿著飯盒先去實驗室預置實驗條件,趁著實驗器械預熱的空隙,趕緊去食堂吃飯,一直工作到晚上11點多,一天最多可以做出10種樣品。”經過半年的沉淀,實驗取得成功,成果發表在《Journal of Materials Science Letters》,這給了高存緒足夠的信心,鼓舞著他在科研之路上繼續前行。過往的經歷浮上心頭,高存緒笑著說:“讀研究生時年輕氣盛,感覺做學術好像也不難。現在看來,認識很不全面,但與蘭大的情、與科研的緣,冥冥之中好像早就注定了。”
“我們招你來,是值得的”
2002年,時任蘭大校長、磁學與磁性材料著名專家李發伸教授和磁學與磁性材料教育部重點實驗室主任薛德勝教授前往韓國科學院訪問,帶回將與韓國科學院開展合作的消息。憑借扎實的基礎知識儲備和優異的成績,高存緒順利申請了前往韓國忠南大學攻讀自旋電子學方向博士學位的機會。
初到韓國,高存緒表示“很震撼”。20年前韓國的實驗室已經能夠綜合式、區域化地擺放設備,高存緒可以獨自一人負責并使用一臺分子束外延設備生長磁性半導體薄膜,研究和提高稀磁半導體的居里溫度和電導率。當時,高存緒心想,蘭大將來如果也能擁有分子束外延設備,那該有多好。隨著蘭大辦學實力的提升,物理科學與技術學院在2008年購入并安裝了分子束外延設備,實驗條件大為改善。
科研之路并非一帆風順。后來,高存緒在德國Paul-Drude固體電子學研究所做博士后時,對此領悟很深。“工作較長一段時間沒有進展,生活上也遇到一些不適應,可以說那是我最困難的階段。當時的我很迷茫,時常在反思我來這干什么?”這是高存緒留德第一年的感受。
德國導師Dr.Oliver Brandt的引導和鼓勵讓高存緒的博士后工作得以繼續堅持。經過反復實驗,高存緒在自旋LED研究方向取得重要進展,論文一投即中,這次成果給高存緒打了一劑強有力的“定心針”。最終,高存緒以多篇高水平研究成果亮相國際知名期刊,為4年的德國學習畫上圓滿句號。
離開告別時,德國Paul-Drude固體電子學研究所負責人說:“Looking back now, itamp;apos;s worth hiring you.(現在來看,我們招你來,是值得的)”“這句話消解了我在德國四年來所有的委屈。”高存緒感慨道。
“扎實、嚴謹”是高存緒在德國學習時汲取的最好養分,Dr.Oliver Brandt每天堅持備份研究數據,這種無比珍視自己研究數據的態度,讓高存緒深刻意識到數據資料的重要性,也影響了高存緒的科研態度。
目前,高存緒的研究方向主要集中在典型鐵磁體和反鐵磁體中的霍爾效應、磁電阻效應,還有電流翻轉磁序的物理機制及其原型器件。在當今這個信息技術時代,人類科學探索和生產生活中產生的信息數據正在高速積累,如何存儲和處理這些海量數據成為亟待解決的問題。高存緒認為,在后摩爾時代,與僅利用電子電荷屬性的傳統半導體器件相比,新型自旋電子器件具有高運算速度、低功率損耗、高集成密度和非易失存儲等優良特性,而自旋電子器件有望“突破摩爾定律極限”并解決傳統電子器件消耗巨大電力的焦耳熱問題。
在談及面臨的挑戰時,高存緒說:“科研本身就是探索未知。”在他看來,未來需要構建一個吸引人才的科研環境,同時也要積極做好宣傳工作,吸引更多優秀的年輕人投身于科研事業。
在實踐中試錯,在總結中提升
2007年,博士剛畢業的高存緒就萌生了回蘭大的想法,同時他也收到繼續攻讀博士后的邀請。在導師薛德勝教授的建議下,高存緒選擇遠赴德國繼續深造。在德國的最后一年,高存緒的愛人建議他抓緊找工作,他堅定地說:“不用找,我們回蘭大。”2011年,高存緒通過層層選拔順利入職蘭大。
授課是高存緒進入蘭大工作的一項重要內容。他坦言,教書育人是一個教學相長的過程,自己更像是一座橋梁,將老師教導他的內容消化吸收并更新后,選擇合適的方式繼續傳承下去。
教學工作中,高存緒秉持“在實踐中試錯,在總結中提升”的理念。他認為,教學是需要時刻反思總結的,一個環節考慮不周便容易走偏。高存緒習慣用日常生活中的事物舉例說明物理學中的抽象概念,就像物理學中的“相”(phase)——“照相機啪的一聲定格,動態事物的一瞬間被定格下來,這就是‘相’”。結合多年的授課經驗,通過對國內外優秀教材的學習,高存緒重新編寫了《固體物理學II》講義。他直言這本書聽上去很抽象,但實際上就講了一件事:一只貓以布洛赫波的形式穿過軍訓的人群。“將電子想象成一只貓,將原子群想象成一群在操場上軍訓的學生,這只貓如何穿過這群學生,這就是電子在原子的周期性排列中如何跑,這種跑法在物理學中有個專業名詞,即‘布洛赫波’。”
“在本科生培養過程中,我希望他們理解知識并學以致用,最好能有一些創新。研究生的培養則要側重鍛煉他們對待科研工作的精益求精和獨立科研的能力。”作為研究生導師,高存緒對科研的要求非常嚴格,“我要做的就是將自身所學傳授于學生,但學生發展的枝枝蔓蔓要靠他們自己,茂盛與稀疏也要靠他們自己。”
認真負責是同學們對高存緒老師的評價。與他朝夕相處8年的學生陳棚說: “高老師對課題組每位同學的實驗進展都了如指掌,對實驗室設備的運行和維護管理也很操心。在實驗的關鍵時期,高老師甚至會在辦公室臨時安家,與我們并肩作戰,共同推進實驗。”
2018年,正在讀研二的陳棚嘗試發表自己的第一篇論文,面對審稿人發來的密密麻麻的修改意見,陳棚感覺無從下手,“高老師逐字逐句幫我分析和修改”。最終,在高老師的幫助下,陳棚順利完成了第一篇文章的發表。
陳棚在高存緒的指導下完成了碩博階段的學習,入職蘭大做萃英博士后。聊起未來規劃,他說:“我以后也想留在蘭大。”教書育人在此刻已然得到傳承。
(指導老師:蘭州大學馬俊、任君亮、劉曉程)
責任編輯:丁莉莎