为过渡金属织个梦
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编 织着 一 个 美 丽 而优 雅 的梦。 科 学 的 魅 力在 于 它 的 无 穷 无 尽 ，
渡金属 氧化 物本身 的表面 结构和 相互
之 间 的界 面 结 构 和 ｄ 区电子 的 性 质 紧密 关联 。
子能谱 只能研究 “ 表 面电子形态的 浅”
难 题 ， 一 研 究 令 业 界 刮 目相 看 。 （ 这 详
于这两种 材料 在结 构和生长机制上的 巨大差异 ， 其复合薄膜 的制备还有一定 困难 ， 术有待进一步 完善。王惠琼认 技 为， 这两种材料之间的异质界面耦合行
为 能 在 很 大 程 度 上 导 致 崭 新 的 电 子 态 的 出 现 ， 而 改 变 或 增 加 复 合 薄 膜 的 从
氧化物 比其他材 料 结构 复杂 ， 切割 所
出来 的表面 不平 整 ， 原子 １ 成 台阶 Ｗ０
状 。过 渡 金 属 氧 化 物 可 用 作 催 化 剂 吸
氧化物 的十 多年里 ， 取得 了多项重要 她 研究成果。 今天就让我们走近这位海外
求学 十 载 后 毅 然 归国 的女 博 士 ， 听 她 倾 和 她 的过 渡 金 属 研 究 的故 事 。
应 用 于 隐 埋 界 面 的 电子 结 构 的 研 究 之 中 ， 服 了现 有 的Ｘ 线 或 紫 外 线 光 电 克 射
氧化物可 以是绝缘体 、 半导体或金 属，
甚 至 是 超 导 体 ， 们 不 同 的 性 质 跟 过 它
授。正如居里夫人说 的： 要把人生变 我 成科学 的梦， 然后再 把梦变成现实。王 惠琼也是科 学的梦 中人 ， 她数＋年如一 日地耕耘在过渡金属氧化物研究领域 ，
因为 《 第二次握手》～ 书中女科 学 家 “ 姐”（ 琼 丁洁琼 ） 的故 事而爱 上物 理， 因为对诸多物理现 象的不解而迷上 物理学， 因为对过渡金属氧化物的微观
结 构 感 兴 趣 而恋 上 那 些 如 音 符 般 的 ｄ 电 子 …… 她 就 是 厦 门 大 学 的王 惠 琼 副 教
附在其他 材料 表面 ， 附面是 否平 整 吸
与 表 面 结 构 有 很 大 关 系 。现 在 普 遍 采
用第一原 理方法来确 定材 料结构 的稳
集成化带动表界 深发展
厦 门大学是 王惠 琼 的母校 ， ９ ９ １９
年 她 从 厦 门大 学 物 理 系 本 科 毕 业 后 ， 便 开 始 了 海 外 求 学 之 路 ， 到 ２ ０ 年 直 ０９
见 Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｍａ ｅ ｉ ｌ，２ ２ ５ ｖ ｎ ｅ ｔ ａ Ｓ ２， ９ ０ ｒ
对于 自己研 究的 表界面 问题 ， 王
惠 琼 如 数 家 珍 ， 本 非 常 专 业 的 学 术 原
（０ ０ ） ２ １）
回国后 ， 王惠琼加入了厦门大学半 导体光子学 中心 ， 自己专攻 的过渡金 将 属氧化物的研究 跟 半导体结 合起 来 ， 着手研 究 以氧化锌为代 表的半导体 和
展示 ｉ ｘ ｉｉｏ ｈｂ ｉ Ｅ ｔｎ
为过 渡金属织个 梦
口 文／ 习记 者 彭 玲 玲 见
才踏上回国的归程 。 在海外求学期 间， 她一直专 注于过 渡金 属氧化物 表面和 界面 的物理 问题 研究 ， 并在 这 些方面
取得 了多项 重 要 研 究 成 果 。 所 谓 过 渡 金 属 ， 指 元 素 周 期 表 是
排 ， 重 排 后 还 有 单 电子 存 在 ， 样 最 或 这
终产 生的配合物 会在 结构和性 质上有
很大差别。 当这些 电子与氧原子结合之
时 ， 形成 过 渡 金 属 氧 化 物 ， 形 成 的 就 所
潜心 研究 ， 利用 集薄膜 生长 和光 电子 能谱探 测于 一体 的超高真 空系统 ， 打 破传 统观 念 ， 传统 的表 面分析 技术 把
而 有 些 配 合 物 的 形 成 不 需 要 ｄ 道 重 轨
随 着 科 技 的 高 速 发 展 ， 件 尺 寸 器
越 来越小 ， 集成 化技 术 的应 用越 来越 广泛 ， 而薄 膜集 成是 器 件缩 小化 的关
键 一 步 。王 惠 琼 说 ， 膜 集 成 的 关 键 薄 在 于 薄 膜 生 长 界 面 的 好 坏 ， 膜 和 衬 薄 底 之 间 的 界 面 电子 态 对 所 制 备 的 器 件 性 能 具 有 很 大 的 影 响 。王 惠 琼 则 通 过
中ｄ 区的～系列金属 元素， 因存 在未充
满 价 层 的 ｄ 道 而 具 有 独 特 的特 性 ， 轨 性
（０ ６ ） ２０）
质与其他 元素有 明显差别。由于空的ｄ 轨道 的存 在 ， 过渡金 属很 容易 形成配 合物。当配合 物需要价层ｄ 道参 与杂 轨 化时， 轨 道上的电子就会 发生重ｔ ． ｄ ｔ ｝ 有些元素重排后可 以使电子完全成对。
定性， 如果表面不平 整或有台阶 ， 算 计 起 来 耗 时耗 力 ， 非常 繁琐 。王惠 琼 在 耶鲁大学攻 博 期 间， 通过 隧 道扫描 电
子显 微 镜 实 验 ， 现 了具 有 复 杂 尖 晶石 发
多 元 氧 化 物 之 间 的 界 面 物 理 性 质 。基
问题 ， 却用平 实易 懂的语 言 向记 者 她 娓娓 道来 。材 料沿某个 表面切 割露出
来 的面 就 是 被 研 究 的 表 面 ， 渡 金 属 过
在于科学人永 无止境 的追 求， 并乐在其
中。 惠 琼 在 过 渡 金 属 氧化 物 中找 到 属 王 于 自己 的乐 趣 ， 致 力于 研 究 过 渡 金 属 在
规律 ， 采用 比较简 单 的半经验 式 的 并 计算 方法 很好 地阐述 了形成 原 理。这 项 工作 的成果 是简化 了研 究表面 台阶
结 构的计 算方 法，为研 究 复杂 氧化
的 表 面 台阶 结 构 打 开 了一 个 窗 口。（ 详
见 Ｐ ｙ ｉａ ｅ ｉ ｗ Ｂ， ３ ２ ５ １ ｈ ｓｃ ｌ ｖｅ ７ ， ３ ４ ８ Ｒ
渡金属 氧化 物本身 的表面 结构和 相互
之 间 的界 面 结 构 和 ｄ 区电子 的 性 质 紧密 关联 。
子能谱 只能研究 “ 表 面电子形态的 浅”
难 题 ， 一 研 究 令 业 界 刮 目相 看 。 （ 这 详
于这两种 材料 在结 构和生长机制上的 巨大差异 ， 其复合薄膜 的制备还有一定 困难 ， 术有待进一步 完善。王惠琼认 技 为， 这两种材料之间的异质界面耦合行
为 能 在 很 大 程 度 上 导 致 崭 新 的 电 子 态 的 出 现 ， 而 改 变 或 增 加 复 合 薄 膜 的 从
氧化物 比其他材 料 结构 复杂 ， 切割 所
出来 的表面 不平 整 ， 原子 １ 成 台阶 Ｗ０
状 。过 渡 金 属 氧 化 物 可 用 作 催 化 剂 吸
氧化物 的十 多年里 ， 取得 了多项重要 她 研究成果。 今天就让我们走近这位海外
求学 十 载 后 毅 然 归国 的女 博 士 ， 听 她 倾 和 她 的过 渡 金 属 研 究 的故 事 。
应 用 于 隐 埋 界 面 的 电子 结 构 的 研 究 之 中 ， 服 了现 有 的Ｘ 线 或 紫 外 线 光 电 克 射
氧化物可 以是绝缘体 、 半导体或金 属，
甚 至 是 超 导 体 ， 们 不 同 的 性 质 跟 过 它
授。正如居里夫人说 的： 要把人生变 我 成科学 的梦， 然后再 把梦变成现实。王 惠琼也是科 学的梦 中人 ， 她数＋年如一 日地耕耘在过渡金属氧化物研究领域 ，
因为 《 第二次握手》～ 书中女科 学 家 “ 姐”（ 琼 丁洁琼 ） 的故 事而爱 上物 理， 因为对诸多物理现 象的不解而迷上 物理学， 因为对过渡金属氧化物的微观
结 构 感 兴 趣 而恋 上 那 些 如 音 符 般 的 ｄ 电 子 …… 她 就 是 厦 门 大 学 的王 惠 琼 副 教
附在其他 材料 表面 ， 附面是 否平 整 吸
与 表 面 结 构 有 很 大 关 系 。现 在 普 遍 采
用第一原 理方法来确 定材 料结构 的稳
集成化带动表界 深发展
厦 门大学是 王惠 琼 的母校 ， ９ ９ １９
年 她 从 厦 门大 学 物 理 系 本 科 毕 业 后 ， 便 开 始 了 海 外 求 学 之 路 ， 到 ２ ０ 年 直 ０９
见 Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｍａ ｅ ｉ ｌ，２ ２ ５ ｖ ｎ ｅ ｔ ａ Ｓ ２， ９ ０ ｒ
对于 自己研 究的 表界面 问题 ， 王
惠 琼 如 数 家 珍 ， 本 非 常 专 业 的 学 术 原
（０ ０ ） ２ １）
回国后 ， 王惠琼加入了厦门大学半 导体光子学 中心 ， 自己专攻 的过渡金 将 属氧化物的研究 跟 半导体结 合起 来 ， 着手研 究 以氧化锌为代 表的半导体 和
展示 ｉ ｘ ｉｉｏ ｈｂ ｉ Ｅ ｔｎ
为过 渡金属织个 梦
口 文／ 习记 者 彭 玲 玲 见
才踏上回国的归程 。 在海外求学期 间， 她一直专 注于过 渡金 属氧化物 表面和 界面 的物理 问题 研究 ， 并在 这 些方面
取得 了多项 重 要 研 究 成 果 。 所 谓 过 渡 金 属 ， 指 元 素 周 期 表 是
排 ， 重 排 后 还 有 单 电子 存 在 ， 样 最 或 这
终产 生的配合物 会在 结构和性 质上有
很大差别。 当这些 电子与氧原子结合之
时 ， 形成 过 渡 金 属 氧 化 物 ， 形 成 的 就 所
潜心 研究 ， 利用 集薄膜 生长 和光 电子 能谱探 测于 一体 的超高真 空系统 ， 打 破传 统观 念 ， 传统 的表 面分析 技术 把
而 有 些 配 合 物 的 形 成 不 需 要 ｄ 道 重 轨
随 着 科 技 的 高 速 发 展 ， 件 尺 寸 器
越 来越小 ， 集成 化技 术 的应 用越 来越 广泛 ， 而薄 膜集 成是 器 件缩 小化 的关
键 一 步 。王 惠 琼 说 ， 膜 集 成 的 关 键 薄 在 于 薄 膜 生 长 界 面 的 好 坏 ， 膜 和 衬 薄 底 之 间 的 界 面 电子 态 对 所 制 备 的 器 件 性 能 具 有 很 大 的 影 响 。王 惠 琼 则 通 过
中ｄ 区的～系列金属 元素， 因存 在未充
满 价 层 的 ｄ 道 而 具 有 独 特 的特 性 ， 轨 性
（０ ６ ） ２０）
质与其他 元素有 明显差别。由于空的ｄ 轨道 的存 在 ， 过渡金 属很 容易 形成配 合物。当配合 物需要价层ｄ 道参 与杂 轨 化时， 轨 道上的电子就会 发生重ｔ ． ｄ ｔ ｝ 有些元素重排后可 以使电子完全成对。
定性， 如果表面不平 整或有台阶 ， 算 计 起 来 耗 时耗 力 ， 非常 繁琐 。王惠 琼 在 耶鲁大学攻 博 期 间， 通过 隧 道扫描 电
子显 微 镜 实 验 ， 现 了具 有 复 杂 尖 晶石 发
多 元 氧 化 物 之 间 的 界 面 物 理 性 质 。基
问题 ， 却用平 实易 懂的语 言 向记 者 她 娓娓 道来 。材 料沿某个 表面切 割露出
来 的面 就 是 被 研 究 的 表 面 ， 渡 金 属 过
在于科学人永 无止境 的追 求， 并乐在其
中。 惠 琼 在 过 渡 金 属 氧化 物 中找 到 属 王 于 自己 的乐 趣 ， 致 力于 研 究 过 渡 金 属 在
规律 ， 采用 比较简 单 的半经验 式 的 并 计算 方法 很好 地阐述 了形成 原 理。这 项 工作 的成果 是简化 了研 究表面 台阶
结 构的计 算方 法，为研 究 复杂 氧化
的 表 面 台阶 结 构 打 开 了一 个 窗 口。（ 详
见 Ｐ ｙ ｉａ ｅ ｉ ｗ Ｂ， ３ ２ ５ １ ｈ ｓｃ ｌ ｖｅ ７ ， ３ ４ ８ Ｒ