推翻存在了50年的理论！交大这位“最没有套路”的教授，堂堂课爆满

你有质疑或挑战过权威吗？

对于怀疑，你愿意付出多少努力？

今天，小编带你认识一位交大“大牛”~

近日，他的课题组提出一个存在了

50多年的原理理论从根本上错误，

并提供正确公式。

这份成果背后，

是六年的刻苦钻研。

科学家的“直觉”里，

有着怎样的发现之旅和研究故事？

热爱教学的他，

又为何被学生颁“最没有套路奖”？

......

跟随小编，

走近交大密西根学院但亚平教授吧~

力             彑

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半导体界的“NP难题”

         夂                 小

想要有所发现，必须敢于怀疑，敢于批判。

——但亚平

近日，上海交通大学密西根学院但亚平课题组在国际知名学术期刊《美国化学学会光子学》（ACS Photonics）上发表其最新研究成果《A photoconductor intrinsically has no gain》（光电导器件本质上无增益）。该研究发现一个存在了50多年的半导体光电导器件增益原理理论从根本上是错误的。

自上世纪50年代起，人们在实验中就观察到半导体光电导器件具有巨大的量子效率增益。随后，该理论载入中外经典半导体物理课本，并成为许多半导体实验研究的理论依据，广泛为人们所接受。

目前仍在使用的课本

上个世纪80年代，日本科学家Nozomu Matsuo通过严格的实验对比，发现该理论预测与实验结果相去甚远。随后的几十年中，也陆续有科学家认为该理论有问题，但一直无人指出问题出在哪里，正确的理论又是什么。

此次发表的论文中，但亚平教授及其团队不仅指出了该理论的错误之处（2个假定不成立），而且给出了严格的正确表达式。这一研究成果有望改写中外半导体物理课本相关章节。 《美国化学学会光子学》学术期刊编辑与6位审稿人经过近6个月的评审与讨论，认为论文结论正确，支持发表。但亚平教授为该论文的第一作者兼通讯作者，博士毕业生赵兴岩博士、博士生陈恺翔以及法国马赛大学Abdelmadjid Mesli教授也是论文的作者。该研究获得了自然科学基金（61376001和61874072）的支持。

理想光电导器件光电流随电压趋近饱和，导致光电器件本质上无增益

但亚平现任上海交通大学特别研究员（教授），密西根学院Tenure-track副教授、博士生导师。 1999年本科毕业于西安交通大学，2002年硕士毕业于清华大学，2008年博士毕业于美国宾夕法尼亚大学。博士毕业后，在哈佛大学从事博士后研究，2012年加入上海交通大学密西根学院。但教授的研究工作主要集中在全硅基光电子和单原子电子学，为未来先进集成电路和量子计算机技术提供关键解决方案。

力             彑

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兴趣+思考+执着=科学家的“直觉”

         夂                 小

所有的“神来之笔”都是深入浅出的研究和明理。

——但亚平

从求学开始，但亚平就对数学、物理有着近乎痴迷的兴趣。高二时，他已经自学完大学数学与物理。兴趣带给他热情，更助力他在之后的研究之路上勤于思考，执着钻研，攻克一个个难题。

2010年，但亚平在哈佛大学做博士后期间，偶然参加了一次讲座。讲座中，美国光学学会教授Eric Mazur提到了黑硅里面光电导增益非常高，他用课本上的原理解释这个成因是由于缺陷态的产生。对此，但亚平却产生了疑问，他认为事情并没有这么简单。

但亚平在密院迷你研讨会上

因着心中挥之不去的疑虑，但亚平踏上了“说服自己”的求真之路。2013年，他在为学生们讲解教授《半导体器件原理简介》课程，在一次次对公式的推导过程中，发现了理论的错误之处：没有考虑到边界条件。

心中的疑惑解答了，可是正确的理论又是什么呢？当所有人都以为告一段落时，但亚平执着坚定地开始了新的征程，只因追求严谨、挑战未知是科学的魅力，也是科学家的本能。

但亚平与自己的科研团队

6年的不放弃，2190多个日夜的实验和寻知，他和团队最终在2017年发现了原始理论的第二个错误，即实验结果显示，参与导电的光生电子和空穴数量并不相等，虽然光生电子与空穴是成对产生的。这一发现从本质上推翻了原理论的假设条件，并提出了严格的（符合欧姆定律）正确表达式。

力             彑

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独创“最后十分钟”教学，获评“最没有套路奖”

         夂                 小

我享受课堂的乐趣，教学让我更严谨。

——但亚平

2013年，但亚平教授回国任教，从长期从事科研工作转入科研教学“两手抓”。如何让课程浅显易懂，学生好学乐学，成为初上讲台的他头等大事。面对问题，迎难而上的那股劲儿，适用于科学研究，教学工作同样不可或缺。

第一次站在讲台上时，面对台下60多名年轻的面孔，我的手都在发抖。因为从这天起，我任何一点所教所授都可能会对他们今后的道路产生长远影响。但我很快明白过来，就像我们交大众多优秀老师那样，只要时刻牢记以学生为本，多从学生角度出发想问题、做事情，就是一个好的开始。

——但亚平回忆初上讲台情景

记得那时我的研究才刚开始，许多基础的相关知识还未理解清楚。一讲到波，提到薛定谔方程，我就有点晕，因为真的太抽象。当我请教但老师时，没有滔滔不绝的长篇大论，老师只是让我站到白板前，递给我一支笔：“现在我给你一点提示，用不了五分钟，我们自己就能推出整个方程”。

说实话，我一点都不相信。但老师从二次微积分的数学方程入手，根据物理上波粒二象性的特征，一点点引导我，不知不觉中我不但亲手推出了薛定谔方程，还弄清了来龙去脉，理解透了原理，彻底明白了它。但老师对各学科原理的透彻理解，真让我敬佩！

——寻找“薛定谔的猫”，成为电子与计算机工程专业三年级本科生李悦圆难忘的记忆

密西根学院学生颁发给但亚平的奖状

对于教学，但亚平还有着自己的独家方式：“最后十分钟”。

“每节课的最后十分钟，但老师都会雷打不动地根据当节课的内容给我们出小测验，虽然很烧脑，但非常有助于我们掌握重点内容。因为如果哪个学生懒惰了或者没有抓住重点，很快就可以体现在这个过程中。”14级电子科学与技术专业博士生高雪娇说道。

“

最后十分钟，不只是对知识的总结和回顾，更是同学们增强交流、互相学习的过程。思想的碰撞、开放的理念与合作的意识，都是科学研究珍贵的品质，我希望他们从一开始就能感受到，培养好。

——但亚平解释安排“最后十分钟”的初衷

”

但亚平在密西根学院研究生毕业典礼上深情寄语

坚定信念，刻苦钻研，

所有的“神来之笔”都是

下的苦功夫，求得真学问。

尊重学生，理解学生，

创新与引导并重，打造“智慧型”课堂。

在交大，

还有众多如但亚平一样默默奋进的老师，

潜心研究，教书育人，立德树人，

他们是交大宝贵的财富！

来源：上海交大密西根学院

采写：曾玉竹

制图：王鑫伟

责任编辑：金雪 祁洁

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