清华大学两天内发Nature和Science；院士候选王亚愚等带来新成果

摘要：4月16日晚，清华大学王亚愚，张金松与中国人民大学刘畅合作作为共同通讯在顶刊Nature上发表了最新研究成果。该研究报道了自旋翻转与倒转下的反铁磁量子反常霍尔效应。该研究制备了一个覆盖有AlOx保护层的7个七原子层MnBi₂Te₄器件，这使得能够在广泛的参数空

本周，清华大学两天内在顶刊Nature和Science上连发了两篇研究论文，下面我们来分别了解一下：

4月16日晚，清华大学王亚愚，张金松与中国人民大学刘畅合作作为共同通讯在顶刊Nature上发表了最新研究成果。该研究报道了自旋翻转与倒转下的反铁磁量子反常霍尔效应。该研究制备了一个覆盖有AlOx保护层的7个七原子层MnBi₂Te₄器件，这使得能够在广泛的参数空间内研究反铁磁量子反常霍尔效应。通过调节栅极电压和垂直磁场，研究揭示了一系列可归因于复杂自旋构型对边缘态传输影响的量子相变。此外，研究还发现面内磁场会增强表面态的矫顽场和交换能隙，这与铁磁量子反常霍尔态中的情况相反。结合数值模拟，研究提出这些特殊特征源于范德华反铁磁体所固有的自旋翻转和翻动跃迁。MnBi₂Te₄中量子反常霍尔效应的多样可调性为拓扑反铁磁自旋电子学的潜在应用铺平了道路。

本文第一完成单位为清华大学，最后通讯作者为王亚愚，1975年出生的他，高中毕业于南开中学，1998年本科毕业于中国科学技术大学，2004年博士毕业于美国普林斯顿大学。博士毕业后他在加州大学伯克利分校任Miller Research Fellow（类似博士后），2007年回国加入清华大学至今，他目前为清华大学物理系教授，长江学者特聘教授和清华学科规划与建设办公室主任。

王亚愚主要研究领域包括强关联电子系统、高温超导、拓扑量子物态等。由于在相关领域取得的一系列突出贡献，他曾先后获得过凝聚态物理青年物理学家的最高奖William L. McMillan Award（麦克米兰奖），中国青年科技奖，黄昆物理奖，科学探索奖和新基石研究员项目等众多荣誉。应该说本次研究也是在MnBi₂Te₄的量子反常霍尔效应的研究领域一项重要新进展（在同一期的Nature上，北大校友、哈佛大学的徐苏杨利用MnBi₂Te₄首次在二维材料中观测到轴子准粒子）。值得一提的是，2013年薛其坤院士带领团队与合作者在世界上首次实验发现量子反常霍尔效应的那篇文章，王亚愚便是共同通讯作者之一，王亚愚此前已连续两次成为了中国科学院院士增选的有效候选人了。

4月17日，清华大学侯德义与合作者在顶刊Science上发表了最新研究成果。该研究报道了有毒金属造成的全球土壤污染威胁着农业和人类健康。该研究分析了来自1493项区域研究的、包含796084个采样点的全球土壤污染数据库，其中涉及土壤中砷、镉、钴、铬、铜、镍和铅的污染情况，并运用机器学习技术绘制了超过农业和人类健康阈值的区域地图。研究发现，在低纬度欧亚大陆存在一个此前未被识别的高风险、重金属富集区，这归因于该地区具有影响力的气候、地形和人为条件。这一特征可被视为人类世（Anthropocene，指人类活动对地球产生重大影响的时期）的标志。该研究表明，全球14%至17%的耕地受到有毒金属污染的影响，并估计有9亿至14亿人生活在公共健康和生态风险加剧的地区。

本文第一完成单位为清华大学，第一作者兼唯一通讯作者为清华大学侯德义。他2002年本科毕业于清华大学，2003年和2005年分别获得斯坦福大学工程硕士和工程师学位（Degree of Engineer），毕业后短暂在加州东湾水利局实习，并于2006年加入美国Parsons公司一直到2015年（期间在2014年获剑桥大学环境工程博士学位）。2015年11月，侯德义回国加入清华大学至今，他目前为该校环境学院长聘教授、土壤与地下水教研所所长，他还是联合国国际土壤污染合作组织（INSOP）副主席。他曾获国家杰出青年科学基金等荣誉。