【InfoMat专访系列之青年科学家】北京科技大学李志鹏教授专访：专注前沿——微纳尺度电子功能材料和器件

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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 

李志鹏，北京科技大学材料学院材料物理与化学系副教授。本科毕业于西北工业大学材料学院，2013年获得新加坡南洋理工大学博士学位，之后入选博士后国际交流计划引进项目，在清华大学材料学院朱静教授课题组担任博士后助理研究员，2015年12月加入中科院北京纳米能源与系统研究所担任副研究员，2017年7月调入北京科技大学材料学院材料物理与化学系。主要从事磁电和光电功能薄膜与器件，材料结构和电子结构的电子显微学研究（以球差校正透射电镜和原位透射电镜为主要手段研究材料微观结构和电子结构）。承担多项国家自然科学基金委项目和中央高校基本科研项目等。以第一作者或通讯作者在《Advanced Materials》, 《Advanced Functional Materials》，《ACS Catalysis》，《ACS Applied Materials & Interfaces》等杂志上发表论文多篇。九三学社北京青年委员会委员，任《Nature Communications》,《Advanced Electronic Materials》等期刊学术期刊审稿人。

 研究工作 

您能否简要介绍课题组的工作？

课题组主要通过激光技术等核心制备手段和球差校正透射电子显微分析，进行微纳尺度电子功能材料和器件的前沿基础研究和自主创新。具体包括：1)磁电氧化物薄膜的外延生长制备和器件集成、铁电压电性能、低温和磁场下的自旋输运测试分析、原子尺度材料微观结构的表征分析等；2) 光电材料研究方向：主要围绕国家重大需求，开展光电转换和探测系统中功能材料‘的研发和自主创新，进行光电薄膜的制备、相关纳米材料的合成、光学电学性能分析；3) 通过球差校正透射电镜、原位电子显微镜等手段研究功能材料的微观结构和原子分辨电子结构，研究外场下（光电热和原位气氛）材料微观结构和化学的动态演变过程和机理。

近年来课题组发表文章三十余篇，包括《Advanced Materials》, 《Advanced Functional Materials》, 《Advanced Electronic Materials》, 《Physical Review B》, 《ACS Catalysis》等知名SCI期刊。科研项目方面，课题组申请并获批国家级重大科技专项两项，以及国家自然科学基金，中央高校基本科研业务费等。

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磁电和光电功能材料与器件领域的研究呢？

以前在上学的时候，读过不少科学家的传记，了解到创新思想和实验对社会进步起到了很大的推动作用，因此想从事和科学研究相关的职业。

因为对物理比较感兴趣，自己的专业又是材料科学，读硕士研究生的时候，选择的导师是系里做介电陶瓷的老师。后来去新加坡南洋理工大学读博士，导师有个项目是做铁电铁磁钙钛矿氧化物超晶格的，于是从那时候，我正式开始接触使用脉冲激光沉积进行磁电薄膜的生长，并用透射电子显微镜进行薄膜微结构的观测，由于超晶格的生长对铁电铁磁材料界面的要求很高，最好能做到单原子分辨的结构表征和元素价态分析，我学习和使用了球差校正透射电镜和电子能量损失谱。博士毕业后，又继续在清华大学朱静院士组从事薄膜生长，通过负球差校正透射电镜技术，我们能对氧原子的位置以及氧八面体的倾转进行精细的测定，使得对磁电材料性质的结构起源又更深入了一步。在北京科技大学工作期间，通过和其他研究组合作，我们把磁电氧化物薄膜和传统的金属自旋电子学器件进行结合，通过电子束曝光、离子刻蚀等手段制备器件并进行性能测试。

关于光电材料的研究，是来到北京科技大学工作以后进行的。我的研究中一个核心的工具是激光技术，激光不光可以在真空腔体中轰击靶材生长薄膜，也可以轰击放置于液体中的靶材，制备超细超纯的纳米材料。我们通过纳米材料和多种有机物配制和迭代优化，制备出一种性能优良的复合材料，可以应用于微弱光探测系统中，起到关键的作用。能一直从事自己感兴趣的功能材料研究，也多亏了师长、同门和多位合作者的帮助以及学校学院的支持。

 攻坚克难高密度低能耗新型信息存储器件 

请您谈一下高密度低能耗新型信息存储元器件的研究热点和发展前景？

高密度低能耗新型信息存储器件是后摩尔时代关键的元器件，目前有很多研究人员在进行这方面的研究。其中通过二维材料、碳纳米管、磁电氧化物以及新型自旋输运器件构建新型器件比较有代表性。二维材料方面，北京科技大学张跃院士团队在二维材料及其范德华异质结电子学器件方面做了大量工作，在超低功耗晶体管、超快逻辑运算、以及光电互联领域展现出巨大的发展潜力。北京大学彭练矛院士基于高纯碳纳米管阵列，构筑了碳基晶体管和射频器件，为新型碳基低能耗高性能芯片的应用打下了基础。复杂氧化物方面，InfoMat主编李言荣院士/熊杰教授团队揭示了氧化物超导材料中量子金属态及玻色子奇异金属态的存在，有利于构筑基于新型传输机制的氧化物器件；南京大学吴迪教授团队将钙钛矿氧化物铁电/介电自支撑双层结构与硅基片进行集成，获得了高密度的铁电拓扑纳米畴，并实现其阻态在外电场下的可逆调控，高密度、可擦写铁电拓扑纳米畴与硅基片的成功集成展示了新奇氧化物极性拓扑结构在新型高密度非易失性存储器中的广阔应用前景。新型自旋输运器件方面，北京科技大学姜勇教授团队，北京航空航天大学赵巍胜教授团队在基于自旋轨道矩器件和集成方面做了大量的研究工作。

由于新型二维、氧化物等材料展现出比硅基材料更丰富的性质，如果能加强和硅基器件的融合和集成，扬长补短，未来不仅能在基础研究方面继续大放异彩，而且很有可能进入产业化大规模生产，突破摩尔定律的限制，制备出性能优异的电子器件，从而改变人们的生活。

您在利用原位透射电镜观察材料微观结构和化学的动态演变过程和机理时，遇到过哪些有趣的实验现象呢？利用该技术进行机理研究时，有哪些优势和困难呢？

利用原位透射电镜可以看到材料在实际应用过程中微结构的实时状态和演化。打个比方，静态的观察如同我们参观动物化石和标本的博物馆，而原位观察类似我们在动物园中可以看到动物实际生活的状态，要更加鲜活生动。比如我们制备的外延磁电氧化物薄膜材料在透射电镜中可以通过原位施加电场，实时观测到铁电畴结构的翻转以及钛原子在晶格中位置的移动；在原位加热加气氛透射电镜观察的时候，可以实时看到催化剂颗粒形貌的变化以及表面原子的重新排列。

原位透射电镜研究中，困难之处有几点：首先是样品的制备，原位电镜一般需要用聚焦离子束FIB的方法制备减薄并将样品集成到原位芯片上，因此对仪器功能以及研究人员操作水平有着较高的要求；其次，原位试验过程中，有着多种外部激励手段，于此同时，电子束的辐照无法避免，因此如何将电子束的作用与其他激励条件解耦，是分析本征机理的一个必要过程，这需要大量的试验和理论分析；再者，原位试验过程中不仅需要电镜本身，还需要其他辅助的设备，比如气路的搭建、质谱仪、源表等，是个系统工程，相当于在电镜中构建一个微型的实验室，因此需要一定的经费投入和场地，操作人员也要对原位过程机理有一定的理论认识才能产生有价值的结果。

InfoMat——青编对期刊的展望 

InfoMat在2021年6月份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？

InfoMat作为国产期刊，首个影响因子能超过25，达到顶级期刊的水准，非常难得也非常不容易，凝结了编委和工作人员的心血。首先是期刊定位精准，瞄准目前关键的信息技术和能源研究，发表了大量前沿的研究成果和具有一定高度和视野的综述，可读性高，对研究人员有着重要的参考价值，这样引用次数自然会比较高；第二，期刊的编委和青年编委是一些在各自领域中有相当影响力和号召力的研究人员，他们的大力宣传对期刊的迅速发展起着重要的推动作用。

作为InfoMat的青年编委，请您展望一下期刊未来的发展。您认为期刊还可以从哪些方面努力提高自身水平和影响力？

从一开始期刊的定位和发展策略就非常精准得当，好的开始就成功了一半。在发展中，无论是期刊工作人员还有编委老师，都非常用心，大力宣传，定期开讨论会，期刊的选稿也一直坚持着高水平高标准，因此，InfoMat未来的发展会越来越好。

接下来，宣传期刊仍是一个提高影响力的重要方式，可以选择在《Science》，《Nature》以及子刊上登广告的方式，也可以通过向国际学术界顶尖研究组邀稿的方式，扩大影响力和提高稿件水平。另外，信息技术和能源研究与目前产业界关联很大，InfoMat可以留一部分篇幅给产业界顶尖的研究人员，向他们邀稿，撰写目前产业界研究的具体进展、痛点以及哪些学术界可以进行针对性的研究，这样就可以作为基础研究和产业化之间的一个桥梁，让广大学术界的研究人员更清楚的看到哪些研究是更贴合应用的，离实际价值更近的，也能让产业界一些基础问题得到重视，引领相应的研究走向。在此基础上，InfoMat可以进行年度的研究热点或者革命性新技术的评选，这样期刊自身的影响力会进一步的提升。

近期出现了众多材料、能源、化学类的新期刊，请问您的团队在选择新刊发表文章时有哪些考量呢？

我们在选择期刊的时候，更注重该期刊在本研究领域的地位和认可程度，比如《Physical Review Letters》和《Applied Physics Letters》虽然影响因子并不是很高，但是他们在物理领域是主流的期刊，全世界本领域的研究人员都会认真翻看，如果自己的研究成果发表在这样的期刊上，更容易让大家看到，认可和引用。

 人才培养——脚踏实地要静心 

您的课题组目前有引进人才的计划吗，您能谈谈北京科技大学在人才引进和科研发展方面有哪些政策支持吗？

我们课题组目前希望能引进高水平的科研人员加入，尤其是在功能材料和透射电镜分析等方面做出重要成果的研究者。北京科技大学是首批列入国家“211工程”建设的高校。2006年，学校成为首批“985工程”优势学科创新平台建设项目试点高校。2007年，学校作为第一所教育部直属高校牵头承担了国家重大科技基础设施项目——重大工程材料服役安全研究评价设施，并负责筹建国家材料服役安全科学中心。2014年，学校牵头的“钢铁共性技术协同创新中心”成功入选国家“2011计划”。2017年，学校入选国家“双一流”建设高校，有四个双一流建设学科。北科大一直高度重视人才引进工作，推出了一系列的措施，吸引海内外优秀人才加入，具体可见《北京科技大学海内外高层次人才、优秀青年教师和博士后研究人员招聘启事》，其中“北科杰出学者”税前薪酬80万元/年以上，学校提供科研启动经费500-1000万元。

您在选择团队研究生时，看重学生的哪些品质呢？您是如何培养团队学生“创新”的能力？

在选择研究生的时候，要诚实踏实，做研究是探索客观规律的过程，最基本的是让实验结果去“说话”，不能有任何的弄虚作假；再者要有自我驱动力，勤于总结和反思，只有这样才能不断的提升自己的认知，否则只能在重复性的工作中打转；还有就是要有开放性的思维和团队合作精神，因为我们在探索的时候，很多点是原来实验设计的时候没想到的，要在大量思考和阅读中，保持开放的思考，才有可能找到本质，另外，一个人的力量是很有限的，只有团队合作，互相碰撞，才能让思路越来越明了。

请您送一句话给已经踏上科研征途的博士研究生们。

要有静气，不要让完美主义和想当然的思维缠住自己的手脚，勤反思勤总结勤写作。

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