近日，由中國人民大學物理學院2024級博士研究生王永謙、付博涵共同作為第一作者，物理學院副教授劉暢為唯一通訊作者的論文“Towards the quantized anomalous Hall effect in AlOx-capped MnBi2Te4”發表在Nature Communications期刊。

該研究創新性地提出利用沉積非晶氧化鋁保護界面并提升磁各向異性的研究思路，成功開發出一種新型微納加工方法，在多個器件中實現了量子反?；魻栃Ｔ摴ぷ髦袑崿F的可控構筑量子反?；魻枒B的實驗方案，不僅成功破解了過去五年國際上無法在MnBi2Te4體系重復量子反?；魻栃芯科款i，同時為后續開展新奇量子物性的調控研究奠定了堅實基礎。

師生共創  小靈感碰撞出大火花 

如果把電子比作橫沖直撞的汽車，量子反?；魻栃拖窠o它們建了一條“高速公路”——讓東奔西跑的電子各行其道，中間設置隔離帶將兩個方向的“車”流隔開，這樣就可以解決芯片因電子碰撞而導致的發熱損耗問題。作為凝聚態物理研究領域重要的“電子交通規則”，2013年，量子反常霍爾效應被由清華大學薛其坤院士領銜，清華大學物理系與中國科學院物理研究所共同組成的實驗團隊從實驗上首次觀測到，這一效應也被認為是新中國成立以來基礎科學領域取得的最重要的發現之一。作為實驗上發現的第一個同時具有二維特性、本征磁性和能帶拓撲性的量子材料，MnBi2Te4被預言能夠在高溫下實現量子反?；魻栃趯嶒炆厦媾R著制備高質量器件的巨大挑戰，這也成為限制這一領域研究發展的重要瓶頸。

長期以來，中國人民大學物理學院聚焦凝聚態物理研究，在量子材料制備和量子物性調控等領域不斷探索。王永謙和付博涵所在的劉暢研究團隊，就一直致力于用量子輸運的實驗手段，研究電荷、自旋、軌道和維度等不同自由度相互作用下演生的新物理，利用多種手段對各種新奇物態開展調控，探索各種新材料和新物態在未來無耗散電子輸運器件方面的應用。

近年來，劉暢團隊與合作者在本征磁性拓撲絕緣體MnBi2Te4以及量子反?；魻栃嚓P的拓撲物態構筑和物性調控等前沿方向取得一系列創新性成果，在國際著名期刊發表多篇學術論文。2024年，團隊在Nature Communications發表文章，首次揭示了傳統微納加工過程對拓撲輸運的影響。經過近一年的持續努力，團隊發表跟進研究成果，提出了一種新型微納加工方法，解決了量子反?；魻栃獰o法重復的問題?；谏鲜銎骷に嚕瑘F隊與清華大學團隊合作，利用矢量磁場開展物態調控研究，發現了量子反常霍爾體系中一系列全新物理效應，劉暢副教授作為共同通訊作者的相關工作成果已于近日發表在Nature上。王永謙和付博涵全程參與了這一系列研究。

角色轉變 師生攜手解鎖“新副本”

王永謙在大四初次接觸到拓撲材料后就產生了濃厚興趣，“當時劉老師在量子材料研究領域取得了一系列突破性成果，讓我看到了這個方向的潛力?！备恫┖彩窃诒究破陂g就堅定了在量子材料領域繼續鉆研的決心：“量子材料雖然微觀結構復雜難解，但這種復雜性也孕育著廣闊的應用前景，比如可以在醫學領域實現技術革新?！?

在Nature子刊上發表第一篇論文時，他們還都是在讀碩士生?！把芯砍跗谠B續制備上百個樣品均告失敗，文件夾里積累了17GB的數據，這些失敗的實驗結果成為了后續成功實現量子反?；魻栃膲|腳石”，王永謙和付博涵回憶，劉暢老師用獨特的科研哲學激勵他們——“失敗也是數據”，在反復試錯中，經驗也在不斷積累。

而他們之所以能從論文的參與者快速成長為共同第一作者，還得益于團隊“漸進式學術自主”的培養理念。劉暢介紹說：“比如在‘如何克服氧化鋁的絕緣性實現電極導通’這個問題上，我非常鼓勵同學們能夠發揮自己的主觀能動性，令人欣喜的是，他們不僅只停留在發現問題的層面，更是主動不斷嘗試新的實驗方案和技術路線，最終提出采用氬離子刻蝕的改進性方法?！?

作為導師和團隊負責人的劉暢也在指導實驗和論文寫作的過程中，不斷調整自己的角色定位，從初期制定具體實驗方案的指導者，到為后期搭建技術框架、提供資源支持的協同創新者，“這種角色轉變也催生了學生的學術蛻變。兩位同學在項目后期已能獨立設計實驗、制定實驗方案，并指導低年級學生開展預研工作，真正實現了從科研參與者到獨立研究者的跨越式成長?！?

（劉暢團隊師生一起參加學術會議）

小、精、尖 育人模式助力科研逐夢

科研創新的背后，既是師生的精誠合作，更是中國人民大學物理學院的人才培養模式。

“物理學院的人才培養秉承‘小、精、尖’的辦學理念，學院為碩博生提供深度個性化指導，學生在成長和科研過程中遇到的各個方向的問題，總是能夠在導師或者學院其他老師那找到答案或者解決問題的方向。”物理學院院長盧仲毅表示。王永謙對此也深有感觸：“學院雖然規模不大，卻形成了‘小而精’的優勢。每一位研究者都能得到精準的學術支持，每一個科研難題都能在第一時間得到對口專家的協同攻關”。

近年來，物理學院探索出一條獨具特色的人才培養模式——聚焦新材料、新物質等國家重大戰略需求，依托學校深厚的人文底蘊，充分發揮學院全鏈條研究體系優勢，推行小班制、導師制、科研實踐、本碩博貫通培養，打造以“研究式學習”為主、跨學科綜合素質培養為輔的拔尖創新人才培養體系。

“物理學的研究是一個長期的過程，對學生的培養不應該從學制的長短進行區分。”作為物理學院的青年教學科研骨干，劉暢也在積極探索教學模式創新——本科生能夠參與核心課題研究，碩士生與博士生可以共用實驗臺，也會以助教和研究助理的身份參與本科生教學，給缺乏實驗經驗的師弟師妹進行培訓指導，并在這一過程中提升自身能力。

在付博涵看來，每周的組會如同一場“學術沙龍”，師生們圍坐一起研讀最新文獻，高年級學生與新同學分享實驗操作的經驗……這種“傳幫帶”機制讓每個人都能緊跟學術前沿，合作共進的團隊氛圍也為科研的推進時時補充能量，即使陷入一時的困境，成員們也能隨時討論，快速調整研究計劃和實驗方案，確保進度可控。

跨校協同和國際交流也是助力物理學院研究團隊開展科研的重要因素。“物理學院非常注重營造開放的學術氛圍，經常組織師生與國內外頂尖學者和專業團隊共同研討交流?！睆臉悠飞L到器件制備，從微納加工到輸運測量，回憶起研究過程，王永謙和付博涵十分感慨，“我們與清華大學和合肥國家實驗室等兄弟院校和研究平臺深度合作、共享設備資源，對領域前沿科學問題開展聯合攻關。他們提出的問題和見解常常能帶來關鍵啟發，甚至直接促成新的研究思路?！背B化、高水平的學術對話機制促進了校際及國際科研合作，也為突破性研究的開展提供了源源不斷的創新動力。

在量子世界微小擾動可能引發全局性變革，中國人民大學物理學院也正以這種“精密調控”的育人智慧，在基礎研究領域培育著屬于中國青年的科學火種。