“科学家和老师都是我小时候的梦想”，人大教授刘灿：希望更多学子体会到探索的快乐
大学生杂志 2026-11-03 06:17:01
2025年9月22日，在上海举办的“35岁以下科技创新35人”（简称“TR35”）亚太区的颁奖现场，33岁的中国人民大学物理学院刘灿教授站上领奖台，手捧奖杯，台下掌声如潮。作为全球权威的青年科技创新评选榜单，《麻省理工科技评论》举办的TR35评选长期聚焦发掘具备突破性、引领性的青年科技人才，精准反映全球科技创新的前沿动向。颁奖大屏上的一行简介，为刘灿十载科研求索之路写下有力注脚：“她开发了高质量二维材料快速批量化制备的方法，推动新型半导体领域跨越式发展。”
在科研场上，刘灿是在“二维晶圆良田”里耕耘的青年科学家；在学生眼中，她是让物理不再“高冷”难懂的“宝藏”老师。“我从小就喜欢物理，”刘灿坦言，“我享受逻辑推导和演算，更享受解开难题后那种豁然开朗的感觉。”这份对物理的纯粹喜爱，让她在科研路上走得坚定而执着。2022年，博士后出站的她入职人大，受聘副教授；2023年，获批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目；2024年，主持国家重点研发计划子课题，任课题组长；2025年，破格晋升教授。发表一作/通讯作者论文30余篇，其中包括《science》3篇、《Nature》子刊9篇……“如果把今天广泛使用的芯片，比作已被精耕到极致的‘硅晶圆土地’，那我的工作就是去寻找并开垦全新的‘二维晶圆良田’。”刘灿这样形容自己的研究。这片“良田”仅有原子层级厚度，却承载着未来电子设备更轻、更快、更智能的梦想。然而，如何将实验室里指甲盖大小的样品，转化为可投入产业应用的高质量、大面积晶圆，是全球科学家面临的共同挑战。在长达数月的时间里，她和团队沿用传统方法屡屡受挫。转折来自一次思维上的“逆向而行”。“既然让原子从‘天上’（气相）落下来困难重重，那能不能让它们从‘地下’（衬底）长出来？”这个大胆的设想让团队兴奋不已。经过无数次推演与实验，最终，他们提出了“晶格传质-界面生长”的新方法，突破了二维材料在层数控制与堆垛结构上的关键瓶颈，实现高质量二维单晶快速可控生长，速率可达每分钟50层。此外，刘灿与团队合作开发的“界面单原子供应方法”，成功实现了12英寸二维半导体晶圆的批量制备，推动二维材料产业化取得关键进展。“科学家和老师都是我小时候的梦想。”于刘灿而言，科研与育人如同两条相伴共生的河流，一条奔向真理的深海，一条灌溉心灵的田野。“诺贝尔物理学奖和现代物理学”是刘灿入职人大后讲授的首门课程。在这门面向全校非理工学科本科生的通识课上，坐着许多曾经对物理“望而生畏”的学生。如何让物理不再高冷？在课堂上，刘灿会讲述科学家的趣闻轶事，将教科书上的名字还原为会失败也会固执前行的普通人。“讲到量子力学，我会从手机的芯片、医院的核磁共振讲起；讲到相对论，我会聊聊GPS导航的工作原理。”当抽象的理论在熟悉的生活中找到落脚点，学生的畏惧感渐渐消失。“当有学生在课后跑来告诉我，‘老师，我以前很怕物理，没想到现在居然能听懂’，这就是我作为老师最幸福的时刻。”刘灿说。劳动人事学院2023级本科生杨沛奇和刘婧涵，在刘灿的启发下，将激光原理相关内容制作成一本纯手工立体书《光子历险记》。书中有个名叫“小跳”的电子，在“能量城堡”的不同楼层间跳跃，释放出光粒子。他们用星星代表光子，设计了“1变2，2变4”的轨道，演绎激光的产生过程。这份温暖与严谨同样延伸到了刘灿的课题组。在学生眼中，她既是那个指明方向、搭建平台、帮助跨越障碍的导师，也是那个随时可以一起讨论问题、倾诉烦恼或分享喜悦的大姐姐。“我们物理人有句玩笑话‘人生好难，物理多简单’。”在刘灿看来，物理世界最迷人的特质就是它的客观规律性。“与充满变数的人生不同，物理世界遵循着内在的、自洽的逻辑。再复杂的物理难题，只要方向正确、方法得当，终会找到答案。”这份体悟，源自她的亲身经历。博士三年级时，连续几个课题受挫，让她一度想要放弃。“付出了全部努力却看不到结果，我哭着去找导师，坦言自己可能不适合走科研这条路。”刘灿的博士生导师坚定地告诉她：“一定要坚持，你具备成为优秀科学家的潜质！”这份信任没有停留在言语上，导师与她一同排查实验装置、调整方案，大半年后，那个支撑所有设计构想的核心信号终于出现。物理，用最简洁的规律，回应了最执着的探索。如今，站在新的起点，刘灿与团队朝着更高精度的目标进发：调控每一层原子的堆叠方式、旋转角度，甚至在特定位置引入缺陷或掺杂元素。“一旦实现，就意味着我们能‘定制’出具备特定电学与光学性能的全新材料，为‘后摩尔时代’的芯片发展赋予全新可能。”在核心研究外，刘灿也在投身一些有趣的“支线任务”。“从一维的‘线’（如半导体条带）到零维的‘点’（如量子点），我们尝试像搭乐高一样，在微观尺度操控低维结构。” “我们像微观世界的‘建筑师’，能够在原子尺度上按照自己的想法构建全新物质，这种创造带来的满足感无可替代。”刘灿兴奋地说。更令她惊喜的是，这些新结构常常展现出意料之外的特性，“比如，特殊堆叠的二维晶体，会有巨大的非线性光学效应。每次新现象的发现，都是物理带来的独特乐趣。”在刘灿眼中，科研最独特的魅力，来自一种“在极限处创造”的自由。“我们置身于人类知识的边界，每一点微小的突破，都在拓展认知的极限。”“科学的魅力，不在于一个人有多聪明，而在于你愿意为一个问题，付出多少专注与热情，并在最终解开谜题时收获那种纯粹而难以言喻的喜悦。”刘灿希望，更多年轻学子能体会到这种探索的快乐。
文章来源：《大学生》杂志2026年第10期，原标题《刘灿：微观种芯 讲台传光》【版权声明】本文内容来源于大学生杂志，版权归原作者及原媒体所有。本站仅作信息分享，不构成任何商业用途；如涉版权问题，请联系本站删除。
发布时间：2026-11-02 12:31:02
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