勇闖低維材料實驗研究“無人區”
——記中國科學院物理研究所副研究員陳輝

李文博

陳輝

百余年前，在哈佛大學順利完成博士學業的中國物理學科先驅胡剛復，不顧同仁的挽留、待遇的豐厚，懷抱實業救國之心重回故土，窮盡半生奔波在建立我國第一個現代物理實驗室、第一個物理研究所的理學教育之路上；百余年后，數十位優秀的青年物理學者相繼接過鐫刻先輩之名的胡剛復物理獎獎杯，如同接過歷史的接力棒，為建設科技強國奮斗不息，中國科學院物理研究所副研究員陳輝便身在其列。對于此次獲得胡剛復物理獎實驗技術獎的感受，他只說了簡單的8個字：“誠惶誠恐，再接再厲。”

但當深入談起陳輝的科研工作時，他卻開始滔滔不絕。“原子操控”“按需定制”“精準折疊”……這些神奇有趣的前沿詞語共同填滿了他和背后團隊的日常生活，也足以構建出中國科學院物理研究所納米物理與器件實驗室（簡稱“實驗室”）內一幅幅爭分奪秒卻井然有序的工作畫面。

2019年9月，《科學》（Science）雜志上的一篇“喜報”引發業界震動。報道中詳細敘述了陳輝所在科研團隊通過結構力學的精妙設計與藝術靈感的完美結合，伴隨著對石墨烯等二維層狀材料的成功解理，將折紙藝術成功拓展到這種只具有單原子級厚度的“薄紙”中的過程。他們利用掃描隧道顯微鏡的操縱技術，實現了在納米尺度上對于石墨烯的成功折疊，構筑出了一種新型的準三維石墨烯納米結構，為發展新方法、探索新物態提供了新途徑。

成果是杰出的，但在陳輝腦海中，關于這項“國際首次”工作的攻關記憶卻并非是一帆風順的。

陳輝迎來的首個考驗有關環境。在其探索途中，恰逢實驗室開展“改頭換面”工程。不幸的是，整個實驗室為數不多的幾臺不能隨意搬離挪動的設備中，正好包括陳輝試驗所采用的掃描隧道顯微鏡，因此他不得不在噪聲下開展研究。本以為環境的困擾對科研者能否靜下心的考驗已經足夠嚴格，但一段日子后，陳輝卻發現科研工作伴隨的不確定性更容易引發焦慮，“沒有人能告訴你這項工作即將面臨的關卡還有多少，更沒有人能預知最終這項研究是否能取得符合預期的結果”。這時，導師高鴻鈞院士的教誨便有如及時雨般醍醐灌頂：“做科研，就要做好‘十年磨一劍’的心理準備。”“所以那個時候，我總用一句話來勉勵自己：既然是‘第一個吃螃蟹的人’，不論其酸甜苦辣，我都得自己咽下去。”所幸，上天總會青睞有恒心的人。在“冷板凳”上堅守了數年之后，陳輝最終迎來了職業生涯的甘美之春。

近兩年，依托于實驗室的優秀平臺，陳輝相繼取得了研究生涯中的重要突破：不僅與同仁合作成功搭建了一臺30m K-矢量磁場-自旋極化掃描隧道顯微鏡-分子束外延聯合系統；還首次在“籠目”超導體中發現了配對密度波，在原子尺度揭示了“籠目”超導體非常規超導態的獨特性質。二者之間的聯系就如同“證據”與“推論”般，前者的搭建為后者的發現奠定了堅實的平臺基礎。同時，在原子尺度揭秘新型層狀籠目結構超導體的非常規超導態的獨特性質，對研究配對密度波的形成機制及揭示其和非常規超導體超導機理的關聯有著重大的意義。也正因如此，這一成果順利入選了“中國科學院2021年第三季度科技創新亮點成果”。

陳輝曾表示，眼下這些成績對自己而言都只是開端，未來還遠、時間還長，若想在石墨烯、超導材料等前沿研究方向上眾多“無人區”中留下自己的小印記，只有不懈拼搏一種途徑。他說：“今天的祖國正在創新和科技發展的浪潮中逐波前行，生而逢時，我們更需步履不停。”