見到上海交通大學副教授李聽昕時，他正在上海交大閔行校區物理實驗樓，忙著布置新的實驗室。

“在一樓向地下打了兩個1平方米見方、1米多深的洞，放置兩台低溫強磁場制冷機，過段時間，實驗室的測量設備就能從三樓搬到一樓，我們做實驗放樣品就不用爬梯子了。”李聽昕說話間，劉曉雪匆匆趕到。這對科研伴侶回國兩三年來，聯手在國際頂尖學術期刊發表了凝聚態物理領域的數項重要成果，包括首次觀測到分數量子反常霍爾效應的確鑿實驗証據，首次在單晶雙層石墨烯與二維半導體的異質結構中觀測到電子摻雜的超導態等。

劉曉雪（左）和李聽昕在實驗室討論課題。採訪對象供圖

國內實驗室也能出世界一流成果

提及兩人發表在《自然》（Nature）上的論文，李聽昕和劉曉雪都擺了擺手，說：“其實我們2023年9月發表在《物理學評論X》上的‘有關分數量子反常霍爾效應的首個確鑿實驗証據’的研究，比這個更重要，隻不過Nature的名氣更大些。”

一直以來，凝聚態物理學家都在孜孜不倦地尋找分數量子反常霍爾效應的確鑿實驗証據。近年來，科學家們基於二維材料莫爾超晶格系統，在有關分數量子反常霍爾效應的理論和實驗研究方面做了大量探索，並將目光聚焦到轉角二碲化鉬體系。李聽昕在美國康奈爾大學做博士后期間，主要研究就是二維層狀半導體及其莫爾超晶格系統，積累了許多實驗技巧。而劉曉雪在美國布朗大學做博士后的主攻方向是轉角石墨烯超導，對制作高質量樣品有著豐富的經驗。

這對伴侶回國加入上海交大后，便決定聯手向這一前沿課題發起沖擊。兩人馬不停蹄地搭實驗室、購置設備、招收學生、制備樣品、開展測量。然而，因無法從海外購買到實驗所需要的極低溫稀釋制冷機，課題組相關實驗進展緩慢。

李聽昕和劉曉雪向外求援，和學生帶著珍貴而脆弱的樣品，前往北京懷柔科學城，使用中國科學院綜合極端條件實驗裝置，開展極低溫測量工作。

“這些公共裝置的機時有限，我們每次去北京，都要小心翼翼地把樣品放在氮氣罐裡保存，一路護送。實驗完成后，立即趕回上海做后續數據分析，考慮接下來的實驗計劃。科研充滿變數，磕磕絆絆很正常，這正是它的魅力所在。”李聽昕說。

經過大半年的努力，2023年8月，他們和美國的一個課題組同時在預印本平台arXiv公布了有關分數量子反常霍爾效應的首個確鑿實驗証據，並將這項成果正式發表在物理學界的國際頂尖期刊《物理學評論X》上，獲得學界的廣泛關注和高度評價。該項研究開啟了零磁場條件下研究分數電荷激發、任意子統計等新奇物性的大門，為拓扑量子計算等研究提供了新的可能和機遇。

劉曉雪說，越是困難重重，越能看見李聽昕對科研的篤定與執著，一如他們在北京大學物理學院量子材料科學中心初次相見。2011年，李聽昕從西北大學畢業后，保送到北京大學物理學院直博，師從杜瑞瑞教授。

“我在大學二年級時才第一次聽說凝聚態物理學，是杜老師培養了我的科研品味和判斷力，讓我分辨什麼是真正的科學探索，領著我走上科研之路。”李聽昕從摸熟儀器設備、做實驗、看文獻這些基礎工作開始，一步步深入凝聚態物理學研究領域。

兩年后，劉曉雪從山東大學畢業，也被保送至杜瑞瑞教授門下。她被李聽昕的理性思辨、成熟穩重打動，被他身上的科研熱忱所感染，也發現自己和他一樣，最大的樂趣和滿足感來自於科研。博士畢業后，兩人先后到美國從事博士后研究。出國前，兩人就約定好將來要回國做科研，“只要對科學探索褒有本真的熱愛，國內實驗室一樣能做出世界一流的科研成果。”

事實証明，他們做到了！

開展實驗一絲不苟。採訪對象供圖

力爭每項研究都能有創新有突破

李聽昕和劉曉雪從進入上海交大開始帶學生做科研，就希望能傳承上海交大的育人傳統，養成學生在科研上獨當一面的能力。博士生李楚善剛加入李聽昕課題組時，因為與碩士時的研究方向截然不同，不掌握器件制備技巧，一時間做不出滿意的樣品。

李楚善說：“李老師和劉老師會提前做好實驗規劃方案，但不會指手畫腳，而是放手讓我們去摸索，鼓勵我們大膽質疑，提出自己的想法。”

在博士生孫政看來，在兩位老師的指導下，自己收獲的科研成長是雙倍的。一開始，他會將實驗失敗簡單地歸因於粗枝大葉，但劉曉雪每次都認真地和他一起復盤實驗細節，找出真正的原因。而李聽昕每次看到凝聚態物理學領域發現新的現象，都會像找到寶藏一樣興奮不已，迫不及待地分享到課題組的微信群裡，跟大家一起討論。

正是這股對科研的較真與熱忱，讓李聽昕和劉曉雪在看到美國加州理工學院教授斯特凡·納吉·佩奇課題組2022年在預印本平台arXiv公布的一項非轉角石墨烯體系研究成果時，獲得了靈感。

“把晶體雙層石墨烯和單層半導體二硒化鎢結合在一起，可以看到本征的雙層石墨烯的超導態被顯著增強，這個現象太有趣了，其中還有很大的挖掘空間。”李聽昕說，“我們希望自己的每項研究都能奔著新的發現去，有創新、有突破。”

在這一熱門研究領域，世界上很多課題組都在賽跑，但當時隻有兩個課題組在單晶石墨烯空穴端發現了超導態，兩個課題組之間還開展了一些合作。而且，他們一直都是圍繞空穴摻雜的超導情況開展研究，沒有人研究電子摻雜。李聽昕和劉曉雪下決心闖一闖這個“無人區”。

“我們發現雙層石墨烯和二硒化鎢貼合形成異質結構后，性質變得非常豐富，但是其超導態並未被完整地表征出來，主要原因是之前實驗所加的電場受限，只能到1伏特/納米（V/nm）。我和李老師討論后達成的共識是，可以把電場推到更高。”劉曉雪說。

但是，加大電場，極有可能把樣品“電死”，無法獲得高質量石墨烯樣品。“我們帶領學生通過優化樣品制備方法，將所加電場的極限推高到1.65伏特/納米（V/nm），得到的高質量石墨烯樣品可以說是世界上第一個實現這麼高電場的。得益於能夠給樣品施加超過前人研究的高電場，我們第一次在晶體石墨烯的電子端通過柵極靜電摻雜發現了超導態。這令人興奮。”李聽昕說。

李聽昕和劉曉雪的課題組成為全球第三個在單晶石墨體系中觀測到超導態的課題組，而且是首次在單晶雙層石墨烯中觀測到電子摻雜情況的超導電性，對於理解晶體石墨烯及轉角石墨烯系統的超導機理、設計制備基於石墨烯系統的高質量新型超導量子器件等，具有重要意義。

李聽昕在檢查實驗設備。黃曉慧攝

復雜科研外的生活簡單而又同心

採訪過程中，李聽昕結合自己的研究，向記者延伸講述凝聚態物理學的發展歷程、重大發現的前因后果。對於曾在這一領域做出突出貢獻的國內外科學家和課題組，他如數家珍。

對於普通人而言，凝聚態物理學深奧、晦澀、難懂，一件樣品的制備、一項實驗的觀測長達數月甚至數年時間，想讓普通人理解這個領域的研究，不是一件容易的事。劉曉雪認為，這恰是科研夫妻檔的好處，在同一研究領域裡攜手並肩，彼此能夠更好地理解對方，形成優勢互補，碰撞出科研的火花。

兩人的學術討論隨時隨地進行，當在學術上出現觀點相左、爭執不下時，他們會把裁判權交給科學，“看實驗結果。如果實驗証明對方是對的，我們會豎起大拇指對對方說：‘你贏了！’”

復雜的科研世界之外，李聽昕和劉曉雪過著極簡的生活，每天重復著實驗室和家之間兩點一線的路徑，節假日也概莫能外。

“平時做飯嗎？”記者問。

“不做，吃食堂。”兩人異口同聲地說，相視而笑。

劉曉雪說，他們連辦結婚証都是插空去的。2019年，在美國做博士后研究時，兩人分住兩個城市，相隔五六個小時車程，恰好有幾天，兩人的實驗室設備都出了故障，“我們便利用這個空檔期，相約到紐約領了結婚証，后來到我國駐美大使館公証，這就結婚成家了。”

在生活上，兩人相互補台、配合默契，從來不會讓問題過夜，更不會陷入冷戰。“我倆都是非常理性、獨立的人，什麼事情都是有商有量。在美國時一年也就見兩三面，李老師2021年先回國，我倆又異國戀一年，但感情一直很穩定，因為已經習慣這種相處模式了。”劉曉雪說。

不過，工作再忙，家庭的責任也不會輕易放棄。2023年，去北京進行稀釋制冷極低溫測量時，正趕上劉曉雪生孩子，李聽昕立即退掉了當天的高鐵票，陪伴左右、悉心照顧，等劉曉雪和孩子出院后再帶著學生去北京測量。

“孩子現在才兩歲，更黏著媽媽，我就多付出一點，李老師的作息時間也做了調整，以前每天晚上十一二點到家，現在提前到了九十點鐘。”劉曉雪說，和很多科研夫妻檔一樣，他們偶爾也有如何平衡好科研和家庭關系的煩惱，尤其是有了孩子后。不過，不管遇到什麼樣的困難，相同的理念與追求，都能讓他們攜手共進、並肩前行。

（來源：人民日報中央廚房-大江東工作室）

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