科技日報記者 王延斌
周振佳身上有一股張力。她可以站在迪斯尼城堡前戴著米奇耳朵發(fā)卡賣萌，也可以盤起卷發(fā)，穿上白大褂，在實驗室里聚精會神做課題。生活之美與科研之美在她身上并行不悖。
周振佳生活照
但這位南京大學物理學院博士的美，不僅體現(xiàn)在顏值和對生活的態(tài)度上。2023年9月6日，《自然》主刊發(fā)表文章《堆垛生長晶圓級范德華超導異質(zhì)結(jié)》，該研究報告了一種在晶圓尺度上可控的堆垛生長多層vdW超導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)（vdWSH）薄膜的高低溫策略。
在業(yè)內(nèi)專家看來，該文章的看點在于該團隊成功實現(xiàn)了將27種二組元、15種三組元、5種四組元和3種五組元二維材料組成的異質(zhì)結(jié)。同時，堆垛中的每種二維材料的層數(shù)都能夠精確可控。這一系列的二維材料范德華異質(zhì)結(jié)的成功制備為后續(xù)的物性研究和器件制造提供了豐富的超導異質(zhì)結(jié)材料庫和有效的制備方法。
作為文章的第一作者，周振佳博士總結(jié)說，做科研工作的時候，不隨波逐流，不人云亦云，看清某個方向最根本要解決的問題，有自己的思考和想法，去解決別人無法解決的問題。
周振佳工作照
深入前沿，扎入二維材料“深水區(qū)”
為什么要研究二維材料？這在業(yè)界有很多共識。
二維材料指的是由單原子層或幾個原子層構(gòu)成的晶體材料。許多二維材料都存在著與之對應(yīng)的母體材料，即二維材料依靠層間范德瓦華斯相互作用堆積而成的層狀材料，比如石墨之于石墨烯。這些層狀材料的制備方法絕大部分都非常成熟，并被大量應(yīng)用于潤滑、催化等領(lǐng)域。更有意思的是，二維材料具有其母體材料不具備的優(yōu)越性質(zhì)。
最有意思的是，二維材料不光可以從母體材料上解理，還可以按需把二維材料堆疊到一起，形成新的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)稱為范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。這種人工結(jié)構(gòu)大大豐富了材料的屬性，可制造出自然界并不存在但性能優(yōu)異的人工材料。
對周振佳來說，為什么聚焦于二維材料異質(zhì)結(jié)的可控生長制備？其在工業(yè)中有哪些應(yīng)用場景？她給出了四點理由。
“通過精確控制二維材料異質(zhì)結(jié)的組成和結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)材料的電子結(jié)構(gòu)、光學性能等關(guān)鍵特性，從而優(yōu)化器件的性能?！敝苷窦颜f，二維材料異質(zhì)結(jié)的制備可實現(xiàn)不同材料之間的界面耦合效應(yīng)，從而產(chǎn)生新的物理性質(zhì)和功能。這為設(shè)計和制備具有特定功能的材料提供了新思路，有望在傳感器、催化劑等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。
“可控生長制備二維材料異質(zhì)結(jié)的技術(shù)進步，有助于改進工藝流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這對于工業(yè)生產(chǎn)中的材料合成、器件制備等環(huán)節(jié)具有重要意義?！痹谥苷窦芽磥?，二維材料異質(zhì)結(jié)的制備為一些新興應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)如量子計算、柔性電子學、生物醫(yī)學等提供了可能。
站在巨人的肩上，做別人做不到的事
“我不覺得人的心智成熟是越來越寬容，什么都可以接受。相反，我覺得那應(yīng)該是一個逐漸剔除的過程，知道自己最重要的是什么，知道不重要的東西是什么。而后，做一個簡單的人。” 這是好萊塢電影《阿甘正傳》里，阿甘勸珍尼斯的一句話。
周振佳特別喜歡這句話——剔除掉不重要的東西，做一個簡單的人。如同她在科研上的選擇，就是專注一點，尋求突破。
“自石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，二維材料就一直是材料科學的研究熱點。除了單一材料，將不同二維材料集成到一起的范德華異質(zhì)結(jié)近年來受到廣泛關(guān)注?！敝苷窦颜业搅丝蒲械囊饬x?！斑@讓二維異質(zhì)結(jié)研究不再局限于研究室，而是能真正走向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化。我們工作不僅實現(xiàn)了半導體PN結(jié)晶圓的構(gòu)建，還在全球首次實現(xiàn)了晶圓尺寸的超導約瑟夫森結(jié)構(gòu)建，為量子計算研發(fā)領(lǐng)域提供了堅實的材料基礎(chǔ)。”
但做原創(chuàng)性研發(fā)向來不易，需要直面各種意想不到的挑戰(zhàn)。
好在，周振佳正做的是“站在巨人的肩膀上”。
“導師和我說過一句話，我們就是要做別人做不到的工作，困難正是這個工作的意義?！敝苷窦颜f，這句話也一直鼓勵著她，讓她能夠在科研工作中即使遇到困難，也能堅定信念堅持下去。
獲得了2023年度京博科技獎-化學化工與材料京博優(yōu)秀博士獎銀獎之后，談及未來的職業(yè)規(guī)劃，周振佳有了更多憧憬：“我計劃是去高校當獨立PI，有自己的實驗團隊，繼續(xù)奮斗在科研一線。對未來的憧憬，就是希望能看到自己的研究成果真正投入到生產(chǎn)生活中，讓這個世界因為我們的工作，有一點不一樣。”
