【InfoGuru信息“大师”】湖南大学段曦东教授：致力二维材料，重返“从0到1”的基础理学研究
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2021年6月30日，科睿唯安(Clarivate)正式发布2021年科技期刊引证报告(Journal Citation Reports)，InfoMat获得首个影响因子--25.405！
个人简介
段曦东，湖南大学化学化工学院教授，博士生导师。1993年获得湖南大学化学学士学位，1996年获得湖南大学材料硕士学位，2016年获得湖南大学化学博士学位。曾就职于湖南大学附属长沙矿冶研究院担任高级工程师。段曦东教授从事二维材料制备、光电性质和先进光电功能器件研究，已以第一作者和通讯作者在包括Science, Nature, Nat. Nanotechnol., Nat. Mater., Nano. Lett., JACS和Chem. Soc. Rev.等期刊上发表论文五十多篇。教育部长江学者特聘教授。
团队主页：
http://nanotech.hnu.edu.cn/
结缘二维材料
您能否简要介绍课题组的工作？
课题组主要专注于二维原子晶体生长机制的探索和二维复杂结构的化学合成、表征、物性研究和在电子、光电子等领域应用的研究。针对二维原子晶体的控制成核和可控生长这个科学难题，发展了对二维原子晶体成核的有效调控方式，实现一系列的二维原子晶体和二维原子晶体异质结、多异质结、超晶格，以及垂直范徳华异质结和异质结阵列，并进行了二维原子晶体结构、物性研究，构建了多种基础器件，进行了应用探索。
当您还在上学的时候，未来想从事什么职业？是什么机缘促使您从事二维材料合成方面的研究呢？
我在上学的时候想从事的职业是科学家，而且对哲学、文化也很感兴趣。我在2013年前一直从事工程技术研究，由于深刻认识到工程技术上要实现颠覆性的，根本性的突破，离不开基础研究的突破，离不开认识上的升华，同时也想继续从小就有的科学家梦想，因此决定重新回到学校，要从事基础研究，攻读了俞汝勤院士名下的化学专业的理学博士，而具体研究方向由段镶锋教授确定。当时段镶锋教授对我指出二维硫化钼为代表的二维材料是基础科学未来的研究热点，其重要性不亚于石墨烯，并且确定了制备二维半导体材料横向异质结的课题。从此我就开始了长达九年的二维材料合成方面的研究。
二维材料原子级的厚度、独特的电子特性也着实令人着迷，且有望缓解硅基集成电路持续微缩下面临的挑战，并用于创造超越冯·诺依曼架构的技术。二维材料走向工业实际应用的先决条件是材料制备，课题组专注于此，并希望通过探索二维原子晶体的成核与生长规律，发展二维原子晶体制备与调控方法，实现复杂的二维异质结和可大规模合成方法，推动二维材料的实用化进程。
从工程技术研发到基础理学研究
您曾在材料工程技术领域取得了一系列的突出成绩，如今又在二维材料的基础研究方面取得了多项重大突破，您能谈谈工程技术的研发与基础理学的研究有哪些不同吗？在由工程技术向基础研究转变的过程中，您是如何克服困难和挑战的呢？
工程技术偏重解决实际应用中出现的问题、查漏补缺、臻于完美，是从1-99、从99-100的工作，以产品为导向；而基础理学更多的强调创新、强调原理验证、认识上的提高、强调实现从0到1的科研成果，且基础研究过程中，实验的走向一般不会完全遵循预期轨道，而会出现很多“美丽的意外”，一些创新性的研究成果就是来自于此。
主要是转换看事物的角度，能提出好的科学问题。实际上我在从事工程技术研究那段时间也一直思考一些基础研究的问题，只是有些不着边际。
您的团队在二维材料的合成方面开展了很多原创性研究工作，并取得了多项重大进展。站在科研人员的角度，您觉得从一个科研想法的提出到实现，最大的困难和挑战是什么呢？在这方面能分享一些您的经验吗？
一个好的科研想法关键在于提出好的关键科学问题，这需要对本领域及相关领域的进展熟稔于心，并在内心绘制其发展的蓝图，思考并提出不同阶段的关键科学问题并能沉下心啃下该领域发展的硬骨头。也有很多想法来源于我们实验室科研过程中发现的问题。实现一个科研想法则需要老师和学生的共同努力，共同配合，做到遇到问题、解决问题，并不放过实验过程中出现的任何细节。
您认为在未来五年内二维材料领域的主要研究热点是什么？您的团队有哪些关于该方向的计划呢？
我个人认为未来五年二维材料领域下面内容比较重要：
1.二维材料的合成，包括各种新型二维材料；
2.晶圆级单层或多层单晶二维材料及异质结的合成，特别是控制二维材料缺陷浓度和均匀性，控制异质结界面状态和异质结各组分之间的关系；
3.在制备、合成的基础上开展二维材料在集成电路等电子学领域的应用，包括与传统硅芯片结合、二维半导体为主要沟道材料的亚十纳米集成电路研发、基于二维材料的三维集成、电路互联、非冯诺依曼架构等新技术的发展；
4.二维磁性材料及其在自旋电子学方面的应用；
5.二维材料在光电子领域的应用；
6.二维材料相关凝聚态物理的研究，包括新物性、新现象的发现和应用、量子理论的验证等；
7.作为一种量子材料的发展；
8.在新材料领域的应用，例如与传统高分子、金属、陶瓷复合，作为结构材料或者其他功能材料；
9.二维材料在催化等传统化学领域的应用；
10.二维材料在生物医药领域的应用。
我们团队对上述问题感兴趣，会挑选一些重要的、可能在我们实验室解决的问题来攻关。
InfoMat——科研助力平台
您的团队在InfoMat上发表了一篇题为‘In-plane epitaxial growth of 2D CoSe-WSe2 metal-semiconductor lateral heterostructures with improved WSe2 transistors performance’原创性文章。请问您的灵感来源是什么呢？该工作中遇到了哪些困难和挑战呢？
本课题的灵感来自于前人的文献报道关于金属性二维材料与半导体功函数比较匹配的情况下，金属性二维材料作为电极可以有助于降低费米钉扎效应，有效的调节器件的肖特基势垒（Science Advances, 2(4), e1600069）。我们想是不是可以直接合成新的二维金属-半导体平面内异质结，既可以减小费米钉扎效应，降低半导体器件的肖特基势垒，又可以避免直接蒸镀的电极与半导体直接接触，降低电极与半导体界面的损伤，从而实现载流子的高效注入，大大提高半导体器件的性能，开辟一条可扩展的路径。此外，相比于金属-半导体垂直异质结，金属-半导体横向异质结占用的空间小，有利于集成器件的微缩化，为后续二维材料走向实际应用提供坚实的材料基础。
工作中遇到的主要困难在合成前期原料的用量、放置温区、Ar/H2比例、原料的相对位置等一系列变量的摸索。还有材料横向尺寸和厚度的有效调控等。
在文章发表的过程中，您认为InfoMat编辑在处理稿件时的效率如何？审稿人的专业程度和文章发表速度怎么样？
我们认为InfoMat编辑在处理稿件时的效率非常高，审稿人们提出的问题尖锐而又专业，丰富了我们手稿的内容。同时，本期刊发表文章也非常迅速，我们非常满意。
InfoMat在去年收到了首个影响因子25.405，摘得国产材料期刊影响因子排名第一的桂冠。您可以评价下期刊的表现吗？请您谈一谈目前国产期刊的迅速发展，对推动全球科技发展的意义。
InfoMat的表现非常好，充分证明这是一本在材料方向上具有广泛综合性的优秀期刊。我认为InfoMat能取得如此好的成绩首先归功于期刊收录了一系列高质量的研究工作，具备强的前瞻性与创新性，其次InfoMat积极邀请国内外信息材料及新能源材料领域的专家开展线上线下会议，增大了其在国际的影响力。国产期刊的迅速发展有利于增加中国的国际影响力，加强国内外的交流与合作，对推动全球科技发展具有重大意义。
人才招聘—诚邀优秀学者，共绘发展蓝图
您的课题组目前有引进人才的计划吗，您能谈谈湖南大学在人才引进和科研发展方面有哪些政策支持吗？
课题组目前想引进二维材料等纳米材料合成、二维器件方面的人才。
湖南大学人才引进这方面做得很好，不仅有配套的政策支持，而且会根据不同层次的人才量身定制发展蓝图。主要政策如下：
①学校提供具有高竞争力的薪酬，聘任正式编制教职岗位，并按照相应岗位职务提供科研启动费和安家费；对学科紧缺或特别优秀的青年学者，安家费、科研启动费、配偶工作安置等支持条件可具体商议，并在实验平台建设等方面优先提供支持。
②学校特设“岳麓学者计划”杰出岗、领军岗、特聘岗、晨星岗，学术成果突出者可申报相应岗位并享受特殊岗位津贴。
③由薛向东校友捐赠设立“东华软件青年学者基金”，为入选者提供10/20万/年的生活补贴。
④由陈永宏校友捐赠设立“天职英才基金”，为经、管、法等专业领域入选者提供5/10万元/年的生活补贴。
⑤招收全职博士后的，学校按每人12-30万/年的标准提供两年期博士后经费支持，并提供租房补贴。
⑥按学校及学院政策享受科研成果及项目绩效奖励。
⑦子女可直接入读湖南大学附属幼儿园和附属小学（湖南省示范幼儿园和双语实验小学）。
湖南大学诚邀海内外优秀学者加盟，共谋双一流建设发展蓝图！
对于刚刚踏上科研征途的研究生们，您认为他们应该培养哪些能力和品质呢？
独立思考的能力很重要，诚实可靠、坚忍不拔的品质。
段曦东教授文章推荐
Huifang Ma, Kejing Huang, Ruixia Wu, Zhengwei Zhang, Jia Li, Bei Zhao, Chen Dai, Ziwei Huang, Hongmei Zhang, Xiangdong Yang, Bo Li,Yuan Liu, Xiangfeng Duan, Xidong Duan*
DOI: 10.1002/inf2.12157
Citation: InfoMat, 2021, 3(2), 222-228.
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