近期，南方科技大学理学院物理系刘畅副教授课题组，刘奇航教授课题组和中国科学院上海微系统与信息技术研究所乔山研究员课题组合作，在反铁磁材料的电子结构研究中取得进展。研究团队首次在实验上直接观测到了反铁磁材料中自旋劈裂的能带，在国际学术期刊《自然》（Nature）上发表题为 “Observation of plaid-like spin splitting in a noncoplanar antiferromagnet”的研究文章。

本论文的第一作者——

南科大物理系博士研究生朱煜鹏

来自东莞市桥头镇！

朱煜鹏与课题组合影

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厚积薄发，承前启后看未来

朱煜鹏关于反铁磁材料的科研之旅始于2019年年底。当时学界内对具有自旋劈裂的非常规反铁磁体的理论研究已经蓬勃发展，然而关于非常规反铁磁体的实验研究仍然十分稀少，尤其是对其最重要的特性，即自旋劈裂能带的直接测量仍然缺失。

在Alex Zunger团队一篇关于“反铁磁材料中的能带在无需自旋轨道耦合作用参与下就能存在自旋劈裂”的文章启发下，刘畅老师和刘奇航老师决定带领研究团队进行深入研究，计划通过自旋-角分辨光电子能谱找到反铁磁材料并直接观测它的自旋劈裂能带。

他们选定了反铁磁磁畴较大的MnTe2作为研究对象，克服了仪器频繁故障等技术困难，借助乔山老师团队开发的图像型自旋分辨光电子能谱仪，最终直接观测到了自旋劈裂的能带，这项重大突破真正起到了“承前启后”的作用，不仅解释了先前在反铁磁材料中观测到的奇特自旋电子学行为，而且为自旋电子学提供了新的材料选择和调控手段，

图像型自旋分辨光电子能谱仪

从2019年底灵感迸发，到2022年8月获得第一个能带自旋的有效数据，再到2024年发表于学术期刊《自然》（Nature），这段科研之旅无疑是漫长且艰辛的，历经四年多的探索和努力，通过不断采集数据和完善写作，最终朱煜鹏与研究团队的其他成员首次在实验上直接证实了具有自旋劈裂能带的非常规反铁磁材料的存在，对反铁磁自旋电子学未来的研究和应用具有指导意义。

02

良师引领，分工协作达共赢

研究成果的取得，离不开每一位成员的努力付出，大家分工合作，共同推进科研项目，有效地完成了各项任务。朱煜鹏主要负责材料的晶体生长和物性表征等工作，在乔山老师课题组帮助下，他还完成了自旋分辨电子结构的测试。理论计算和分析则由刘奇航老师课题组的陈晓冰博士负责。

朱煜鹏认为“与导师的有效沟通和密切的团队配合是科研成功的关键”。外出实验前，朱煜鹏会与刘畅老师进行深入讨论，制定详尽的实验计划。实验过程中，团队成员保持密切沟通，及时调整实验策略，刘畅老师对数据的深入分析，往往能从细节或者奇妙的角度挖掘出数据背后更深的物理意义和可能性，为研究开辟新的视角。

朱煜鹏（左）与导师刘畅

最初选择南科大攻读博士，仅仅是因为“地理位置离家乡近”这个朴素的原因，但现在若是重新选择，朱煜鹏仍会坚持当初的决定。学校一流的师资力量和科研条件，以及鼓励合作与交流的学术氛围，激发了朱煜鹏的研究灵感，物理系定期邀请国内外的顶尖学者分享报告，这些讲座让朱煜鹏接触到了物理学的前沿知识，开拓了眼界，在这样一个充满活力的环境中，朱煜鹏积累了学术知识，也收获了友谊和成长。

03

积极乐观，攻坚克难我能行

科研的道路上，朱煜鹏始终以积极乐观的态度面对挑战。最初研究团队尝试了多种不同的反铁磁体候选材料，面对稀缺的自旋分辨光电子能谱仪和紧张的同步辐射光源机时，朱煜鹏和团队成员长时间未能找到合适的设备进行材料自旋分辨能带测试。他们不断尝试新的材料体系，访问多个科研机构进行实验。经过不懈努力，从2019年底到2021年，他们成功制备了多种候选材料，并筛选出适合自旋分辨ARPES测试的材料体系。

朱煜鹏曾访问过的实验室

2022年8月29日，是他们研究的转折点，在乔山老师团队的协助下，他们首次观察到MnTe2中具有格子状自旋织构的电子结构。正是由于长期的试错和不懈的坚持，最终才能取得理想的结果。在投稿过程中，审稿人的建设性意见也帮助朱煜鹏及研究团队进一步完善研究。

课余空闲时，朱煜鹏也乐于用心经营自己的生活，他常常通过旅游、钓鱼和烹饪来缓解压力，帮助放松心情和整理思绪。朱煜鹏认为钓鱼、烹饪和实验操作的原理有异曲同工之处，“前期都需要足够多的投入和耐心的等待，一个合适的时机，就会产生“从量变到质变”的连锁反应，取得令人欣喜的成果。

朱煜鹏热爱钓鱼

谈及自己在科研工作中的宝贵经验，朱煜鹏分享“在迷茫或心态不佳时，应专注于当前的任务，面对困难，及时有效的沟通可以减少不必要的内耗”，他强调，发表优秀的科研成果需要培养的不仅是专业技能，更重要的是保持积极的心态和良好的人际关系。展望未来，朱煜鹏将继续深入研究这类非常规反铁磁材料，通过谱学和光学研究，探索这类材料在实空间上的奇特特征，揭示更多奥秘，为自旋电子学的发展贡献力量。

朱煜鹏，这位让桥头人引以为傲的科研人才，成长之路清晰而坚实。

• 1999-2005年，他在桥头镇中心小学开启知识的大门，为未来的学习打下坚实基础。

• 2005-2008年，桥头镇桥头中学见证了他的青春成长与努力。“他是一个非常认真、努力的孩子，抗压能力强，学习上总是一丝不苟，学习成绩一直名列前茅。”教过他的老师对朱煜鹏刻苦钻研、努力拼搏的学习态度无不竖起大拇指。

• 2008-2011年，他以优异的成绩考入东莞市第一中学。

• 2011-2015年，朱煜鹏考进了电子科技大学读本科，在微电子专业开启本科阶段的学习，积累了丰富的专业知识。

• 2015-2018年，他继续在电子科技大学深造，攻读电子科学技术专业硕士学位。

• 2019 年，朱煜鹏加入南方科技大学，开启博士阶段的科研之旅，一路厚积薄发。历经五年磨砺，以第一作者身份在《自然》上发表了这一具有重大影响力的成果。

朱煜鹏生活照

目前，朱煜鹏在科研道路上继续稳步前行。2024年3月，他受邀到日本分子科学研究所作学术研究交流，不断拓展自己的科研视野。在谈到未来的研究计划时，朱煜鹏充满信心与期待。他表示，此次在反铁磁材料自旋劈裂行为方面的重大发现仅仅是一个新的起点。接下来，他将继续深入探索反铁磁材料的更多特性和潜在应用。一方面，他计划进一步研究不同条件下反铁磁材料的电子结构变化，以更全面地理解自旋劈裂现象的本质和规律。另一方面，他也希望能够与更多更出色的科研团队合作，共同拓展反铁磁自旋电子学的研究领域，为开发新型的电子器件和技术奠定坚实的基础。

对于未来的职业规划，朱煜鹏有着清晰的思考。他深知科研之路永无止境，也希望能够为家乡的发展贡献自己的力量。他坦言，如果在条件允许的情况下，他愿意回到东莞发展，继续从事科研工作。他希望能够将自己所学带回这片熟悉的土地，为东莞的科技创新和产业升级注入新的活力。

朱煜鹏的成就不仅是他个人努力的结果，也离不开南方科技大学和合作课题组良好的科研环境与团队协作。南方科技大学是一所“双一流”的建设高校，一直致力于推动前沿科学研究，为科研人员提供了广阔的发展平台。该校在学科建设、师资力量、科研水平等方面都具有较高的实力和影响力。朱煜鹏此次在反铁磁材料领域的重大突破，再次彰显了南方科技大学在科研创新方面的强大实力。

为朱煜鹏点赞！