人物访谈:谷林教授(中国科学院物理研究所)

11谷林,中国科学院物理研究所研究员,中科院“百人计划”入选者,获得“优秀青年基金”和“青年拔尖人才计划”支持。从事电子显微学方法研究十余年。2002年清华大学本科毕业,启蒙于我国电子显微学专家朱静院士。2005年获得美国亚利桑那州立大学(Arizona State Univ.)博士学位,导师David J. Smith教授。2006 – 2009年在德国斯图加特马普金属所与合作导师Manfred Rühle教授工作期间,参与世界首台Mandoline能量过滤器的调试工作,首创了价电子能量过滤扫描透射电子显微术。2009 -2010在日本东北大学原子分子材料科学高等研究机构与合作导师幾原雄一教授工作期间,发展了球差校正环形明场成像技术,实现了单原子分辨下电化学脱嵌锂离子的直接观测。从2010年底起在中科院物理所先进材料和结构分析实验室担任“百人计划”研究员,负责建设北京中关村物质科学大型仪器区域中心的亚埃结构分析平台(挂靠在中科院物理所),该平台安装有一台双球差校正冷场发射电子显微镜。平台已于2013年5月顺利验收,各项指标均达到或优于预期。

谷林博士近年来从事新型量子材料、功能氧化物材料、储能材料、纳米催化剂的原子尺度结构和电子结构方面研究,并取得了系列重要成果。共表SCI文章270余篇,其中包括Science及Nature正刊6篇,子刊近20篇,影响因子>10的文章90余篇,他引7000余次。获得国际电子显微学联合会青年科学家奖(2006) ;日本陶瓷协会学术写真优秀奖(2012);国际锂电池学会青年科学家奖(2012);中国科学院“卢嘉锡”青年人才奖(2013);中国科学院杰出科技成就奖(主要完成人)(2013)。获得基金委“优秀青年基金”和中组部“青年拔尖人才计划”支持(2015)。中科院“百人计划”终期评估优秀(2016)。

 

  1. 请您简单介绍一下您课题组的科研工作和发展情况?

我们主要研究手段基于扫描透射电子显微学。球差校正扫描透射电镜具有亚埃级别的空间分辨率,可以在原子尺度上对材料中的轻重元素进行直接成像和电子结构的探测,这些仪器上的进步大大推进了人们对材料微观结构的认识。我们课题组在发展先进电子显微方法同时,也致力于电子显微方法的应用,主要是在原子尺度上研究新型量子材料、功能氧化物材料、储能材料、纳米催化剂等在晶体结构和电子结构上的新奇现象,以及结构和物性相关联的机制。我们长期与国内和国际上的多个研究组合作,在上述材料的原子尺度表征上做了一些有意思的工作;特别在原位电子结构表征方面,研究原位电场下Li(O)离子输运过程;高温及强电场下的材料结构相变过程等。目前课题组有硕博生8名,博士后2名。

 

  1. 您在科研经历中有哪些趣事可以分享?

其实科学家们是苦行僧,说得极端一些,在苦中作乐的同时,科研结果获得广大科学家同行的广泛承认无疑是科研中最大的幸福、开心、回报和动力。

但要今天非得说说科研中的趣事,对于我个人而言,我觉得是在不断地科研实验中,经常能重复性地观测到类似或者学科间通用的结果。有时候想想,科研到底有多难,这个世界到底有多复杂?我个人认为这个世界被彻底认识清楚,物理规律被彻底发现,几乎还有无限远的时间;但也许这个世界本来可能很简单,我们在自己给自己设定的科学规矩和条条框框中,不断地迷失、禁锢,一次又一次地看到简单而有规律地重复,但所有科研结果距离物质的本质似乎又只隔着那么一层窗户纸。也许有一天,这层窗户纸终将被揭开,那个时候最令我们的后人们开心的,无疑是科学家前辈们百折不挠,孜孜以求的工作态度,和科学探索中的一系列弯路与经历。

 

    3  您在选择研究生时更看重哪方面素质?对组内研究毕业生有怎样的要求?

要做事先做人,研究生也是,导师也是。老老实实做事,厚厚道道做人。就像今天中国女排重新获得奥运金牌,除了老女排精神的传承,还要有团队领袖的个人人格魅力。回到科学研究这个领域,除品德优秀外,我认为以下四个方面的素质较为重要:

  1. 对研究内容要充满热情。科研是一件苦中作乐的事情,有兴趣和动力,才能在遇到困难时不轻易放弃,并取得好的成绩。
  2. 对科学问题的敏感度。要善于对自己研究课题的提炼科学问题,并进行有深入地探索。
  3. 具备快速学习新东西的能力。要善于学习,在研究生期间不断自我培养和成长。
  4. 要有恒心。很多好的科研成果一般是长时间积累的结果,需要坚持不懈地努力。科研没有捷径,不能浮躁。

对组内学生的要求主要体现在对科学问题的提炼能力和对实验结果的分析能力上,希望他们能有好的科研品味和敏锐的逻辑分析能力。

 

  1. 你对原位电子显微镜技术的未来发展方向有哪些展望?

原位电子显微镜技术的未来发展方向主要体现在研究内容的不断深入和研究方法上的创新。研究内容上,从凝聚态物理的角度看,物质可以由晶格、电荷、轨道、自旋来描述,目前晶格可以相对容易确定,电荷也可以在一定程度上被探测;下一步,是电镜对电子轨道的研究,再往下发展就是对电子自旋的表征。研究方法上,力、热、光、磁、电等手段综合应用,未来可以多个场同时施加和探测,如电场和热场同时作用下原子是如何运动的,等等,这些都可能对未来的物质科学,产生重要影响。

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