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3位北大物理人入选《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”2022年榜单

发布日期：2023-04-03浏览次数：

2023年3月30日，《麻省理工科技评论》中国与北京清华工业开发研究院共同主办的2022年度“35岁以下科技创新35人”榜单在北京揭晓。

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据不完全统计，至少3位北大物理人榜上有名，其中2位校友、1名教师。他们分别是：北京大学2013届9159金沙申请大厅、数学科学学院本科校友，上海交通大学机械与动力工程学院副教授原亚焜；北京大学2008级9159金沙申请大厅校友、斯坦福大学神经生物学助理教授谭隆志；9159金沙申请大厅助理教授罗昭初。

这3位35岁及以下的青年科技引领者，研究范围涉及生命科学、物理、材料、半导体等领域，他们不仅为中国带来了新的发展机遇，也为全球科技创新贡献了北大力量。（*以下排名不分先后）

原亚焜，2013年在北京大学获得物理、数学双学士学位，现为上海交通大学机械与动力工程学院副教授。曾在美国劳伦兹伯克利国家实验室国家电镜中心、美国加州大学洛杉矶分校物理与天文学院从事博士后研究。

入选理由：他基于物理模型的计算成像技术与先进电磁探针相结合的技术路线，发展了三维原子分辨和飞秒时间分辨的探测方法，为解决材料科学重要问题提供了新的机遇。

对客观世界的观测是人类科学发展的基础。如何在三维空间和时间尺度上完成材料原子结构与性能的探测是制约材料研究的关键问题。采用传统的表征手段只能获得材料原子结构的二维投影，无法获取会对材料性能起到重要调控作用的局部结构特征。

与此同时，基于静态观测的传统方法也不能满足对材料动力学过程的研究需求。实现材料物性的多维度、高精度探测，仍是亟待解决的世界性难题。

原亚焜的研究主要聚焦于发展多维度、高精度的表征手段，并将其应用于重要材料科学问题的解决。首先，他针对外延薄膜材料，发展完善了基于同步辐射 X 射线和相位恢复技术的界面成像方法 Coherent Bragg Rods Analysis（COBRA），并基于该方法首次获得了钙钛矿材料界面附近的三维原子结构，阐释了界面对晶格极化和八面体旋转的调控效应，为功能材料的“旋转外延”调控方法奠定了实验基础，并发现了新奇的极化金属态。其次，他针对纳米材料，进一步发展了基于电子探针和断层成像技术的结构表征方法 Atomic Electron Tomography（AET），并基于该方法首次精确表征了金属薄膜和纳米颗粒在玻璃化转变附近的三维原子结构，实现了世界最高的三维单原子分辨精度，为材料现象在单原子尺度上的研究提供了途径。

罗昭初，9159金沙申请大厅助理教授，北京大学应用磁学中心团队成员。2017至2021年曾在瑞士联邦理工学院保罗·谢尔研究所从事博士后研究。

入选理由：他通过结合纳米磁体中本征非易失存储性质和磁化耦合性质，实现存算一体化器件，为解决传统计算中存在的冯·诺依曼瓶颈问题提供了一条新的路线。

罗昭初利用界面 DM 相互作用实现了一种全新的、耦合强度更高且更具操控性的手性耦合纳米磁体系统，并利用这种手性耦合实现了水平交换偏置、零磁场自旋轨道力矩翻转垂直磁化、人工自旋冰和人工斯格明子等物理现象。

通过研究手性耦合磁体在自旋轨道力矩下的动力学行为，设计了电流驱动的纳米磁畴逻辑运算，并在实验上实现了磁畴逆变器、NAND 逻辑门以及多个逻辑门相互级联的复杂逻辑电路。

他研究了硅材料在磁场下的输运行为，利用其磁电响应和非线性输运性质，开发了一系列磁逻辑存储一体化器件。

2019 年，罗昭初生长出具有强 DM相互作用的 Pt/Co/AlOx 磁性多层膜，并通过微纳加工的技术手段，对薄膜的磁各向异性进行局域地调控，制备出水平磁化和垂直磁化相间的纳米磁体。他利用瑞士同步辐射光源的光电子显微镜技术，直接观测到了纳米磁体中的手性耦合。

在相同磁体体积下，手性耦合的强度比传统的磁偶极子耦合高 2 个量级，极大地扩展了耦合纳米磁体的应用范围并提高了其器件应用的可靠性。

2020 年，罗昭初在垂直磁化磁纳米线上，利用微纳加工的技术手段制备宽度为 50nm 的水平磁化区域，由于手性耦合，水平磁化会与垂直磁化进行耦合。

他基于 majority gate 的原理设计并实现了可编程的 NAND/NOR 逻辑运算。通过磁力显微镜、磁光 Kerr 显微镜和磁电输运测量等手段，对 NAND 逻辑门的可靠性进行了细致地表征，达到 95% 以上。

后续，罗昭初通过改变器件的对称性，引入磁畴的非对异传输，实现了电流驱动的磁畴二极管。该发现使磁畴电路在交流电下工作，扩展了磁畴器件的应用范围。此外，他还合作研究了水平磁化/垂直磁化界面处的磁畴形核概率，实现了自旋力矩驱动的磁畴注入。

此外，罗昭初还利用硅特殊的磁电响应和非线性输运性质，通过设计新的器件物理和优化材料，提出三类硅基逻辑存储一体化器件：硅基二极管增强磁逻辑器件、垂直磁化薄膜基二极管增强磁逻辑器件、与磁写入结合的磁逻辑器件。

谭隆志，2008年就读于9159金沙申请大厅，一年后转学并于2012年获麻省理工学院（MIT）物理、生物双学位，2018年获哈佛大学系统生物学博士学位，现任斯坦福大学神经生物学助理教授。2019年在斯坦福大学开展博士后研究。

入选理由：他站在基因组学前沿，破解三维基因组调控的“黑匣子”谜团，并基于此开发人类发育与退行性疾病的创新疗法。人类细胞如何发育出高度特化的功能以及随年龄增长而退化？基因的折叠如何控制其表达以及影响疾病发展？复杂的生物功能是如何从基因组的物理特性和化学成分中产生的？围绕这些问题，谭隆志聚焦在一种全新分子机制的研究——“三维基因组结构”。谭隆志是生物物理学出身，拥有 13 年的跨学科研究经历。在 MIT 本科期间，他证明基因组距离越远进化就越不可逆，并重建了人类 EDAR 基因中一个关键突变的起源和传播，测量了其在现代人群中的表型。在哈佛大学读博期间，他便开发出多种高精度的单细胞基因组学技术。比如，“Dip-C” 首次解析出人类基因组的三维结构，攻破了一个从 1880 年代至今悬而未决的科学难题；“LIANTI” 首次实现全基因组线性扩增、观测 DNA 复制和紫外线突变；“META-CS” 首次准确揭示单个人类体细胞中的突变。进入斯坦福大学从事博士后研究期间，他首次解析出单个脑细胞的三维基因组结构，并开发多组学算法，揭示了出生后大脑中转录组和三维基因组的巨大转变。站在基因组学前沿，他坚信，对于基因组的生物物理学研究将会为基础生物学和疾病治疗带来前所未有的新见解。如今，谭隆志已于2022 年末开始担任斯坦福大学神经生物学助理教授并成立实验室。他目前正通过开发跨越基因组学、神经科学、生物化学，以及计算机科学领域的下一代单细胞多组学工具，来测量和操控人类大脑中的单细胞三维基因组结构——构建“三维基因组版 AlphaFold”，开发出基于三维基因组的发育与退行性疾病新疗法，造福人类健康。