|作者：许小红
(山西师范大学）
本文选自《物理》2026年第3期
引子：一份意外的邀约与漫长的回望
接到《物理》编辑部的约稿邀请，让我回顾并写下自己的科研经历，我既感荣幸，又感慨万千。作为一个本硕博都是材料学科出身的学子，我所从事的研究却与凝聚态物理领域相关。正是这份邀请，促使我停下脚步，仔细回望来路——我发现，现代科学发展的一个鲜明特征：学科的边界日益模糊，重大突破往往诞生于交叉地带。对我个人而言，与物理的“结缘”，虽起步稍晚，却是一场深刻而充满惊喜的旅程，它重塑了我的科研视野，也定义了我后半程的学术生涯。
在此，我愿意将这些年在凝聚态物理领域(自旋电子学与磁学)的探索与收获讲述给大家，希望能与那些在非传统优势环境中坚持梦想、在交叉领域摸索前行的青年学子，特别是女性科研工作者，分享一些或许可供参考的体验。
启蒙与转折——叩开物理科学之门
我的童年和少年时期，烙着鲜明的时代印记。小学的教育方式与今天迥异，课堂学习常与生产劳动相结合。那段岁月让我很早就体会到，知识的获取需要主动学习与不懈坚持。
小学毕业时，因为个子高，我被选拔到市少年体育学校，一年后又进入省少体校，专攻篮球。那是一段专注于体能训练的短暂时光。然而，我内心始终萦绕着对书本和静思的偏好，于是我决定回归普通校园。那时，同龄人都已上初二，我坚持要求跳级跟上。父母起初并不同意，他们对我未来的学业没有太高期望，但拗不过我的执着，只好让步。现在回想，那可能是我人生中第一次重要的自主抉择，带着懵懂的倔强，却为我打开了通往知识世界的大门。
初中毕业后，我进入了本市最好的高中，并于1984年考入天津大学，专业是无机非金属材料。天津大学“实事求是”的校训，从此成为我行事为学的底色。在本科阶段，我系统学习了材料学科的基础，但接触的物理课程相对有限，主要是普通物理、材料物理、材料力学等课程。后来，我在北京科技大学攻读硕士、在西安交通大学攻读博士，都是在材料科学与工程学院。尽管硕士期间学习了固体物理、量子力学等课程，但我深知自己的物理功底依然薄弱。那时，我对物理的感觉是“神秘而高不可攀”，每每聆听物理领域的专家学术报告，总是充满羡慕与敬佩。
真正的转变发生在博士后阶段。我在华中科技大学从事博士后研究，开始接触到磁学这一凝聚态物理的重要分支。随后，我先后前往英国谢菲尔德大学物理系、日本东北大学电气通信研究所进行博士后研究和访问交流。这两段海外经历，如同一把钥匙，为我真正开启了物理世界的大门。
在英国，我的合作导师是Gillian Gehring教授，她是当时英国为数不多的物理学女教授，学识渊博，曾获大英帝国勋章。2004年前后，稀磁半导体研究方兴未艾，Gehring教授敏锐地捕捉到这一前沿方向。她治学极其严谨，对实验数据反复验证。最让我受益的是她深厚的物理功底——她习惯于用一连串严密的物理公式来分析和推演实验数据背后的机理。同时，她也是一位充满爱心的导师。我初到谢菲尔德，人生地不熟，她邀请我在她家中住了半个多月，直到我找到合适的住处。这份温暖，让我在异国他乡迅速安定下来。更难得的是，在我回国后的连续十年里，她每年都来山西师范大学访问指导，为我后来组建团队、确定研究方向、开展深入研究奠定了至关重要的基础。她是我科研生涯中至关重要的引路人和支持者。
2012年，作者(前排右一)给来访的G. Gehring教授讲述实验进展
在日本东北大学Hideo Ohno教授的课题组，时间虽短，却给我留下了刻骨铭心的印象。那是一个世界顶尖的团队，氛围严谨到近乎苛刻。我当时主要研究磁电阻效应。课题组负责材料生长的是一位助理教授，他每天清晨7点前就身着洁净服进入超净间生长薄膜，中午出来吃个饭，紧接着又去超净间，直到晚上七八点钟才出来。我们这个小组一位博士后是韩国人，他负责在整个晶圆上选点测量室温磁电阻，而我则负责高低温磁电阻测试。由于焊电极是个精细活，再加上降温升温过程时间漫长，每天工作12小时往往只能完成两个样品的测试。每晚，我们三人会聚在一起讨论数据，决定第二天的薄膜生长实验参数，就像一个精益求精的流水线。最终，我们制备出了当时世界上磁电阻值最高的自旋阀样品。那段经历让我深刻体会到，顶级的研究不仅需要智慧，更需要极致的专注、严谨的协作和日复一日的坚持。
扎根与深耕——组建磁性材料研究团队
国外学习结束后，我回到山西师范大学继续科研工作。当时我们学校还在临汾，地理位置偏僻，交通不便，实验条件非常简陋，引进人才更是困难重重。可以说，一切从零开始。
就是在这样艰苦的条件下，我着手组建磁性薄膜材料研究团队。我们购置的第一台设备是国产磁控溅射仪，当时学校经费有限，我们把自己所有的经费拿出来，还借了其他老师的经费才勉强凑够。有了设备大家都欣喜若狂，然而很快就遭受了一个沉重的打击，Co或Fe磁性靶根本无法起辉。原因主要是经验不足，没有安装强磁靶，我们只好自己动手改造，想办法用电磁靶来解决磁性靶材的溅射问题。没有室内冷水机，就在地下室建造了一个5吨重的大水箱，通过抽水来循环散热。尽管条件艰苦，但团队的热情不减。学校也尽其所能给予了支持，通过几年积累，我们实验室终于拥有了一台振动样品磁强计、一台X射线衍射仪，也使得我们所制备的材料结构和磁性表征有了着落。
为了让团队的青年教师和研究生们系统学习磁性理论，我想方设法聘请了数十位国内外知名教授来校讲学指导，甚至专门请清华大学的韦丹教授为团队讲授了一个暑假的磁性物理学课程。这些一点一滴的积累，也为我们在磁学领域的研究打下一定基础。
我的研究方向随着学术积累和国际前沿动态而不断演进。受博士后导师华中科技大学李佐宜教授指导与启发，我们早期锚定了L10-FePt和CoPt等磁存储薄膜的研究。经过多年摸索，制备出了磁晶各向异性常数连续变化的交换耦合梯度介质，并利用图形化手段获得了交换耦合梯度图形化纳米点阵，这对解决垂直磁记录中热稳定性、写入场和信噪比相互制约的“三难问题”具有重要意义。
2005年，《科学》杂志将“能否制备出室温下工作的磁性半导体”列为125个最具挑战性的科学问题之一。从英国回来后，我们立即投身于这一前沿研究。开始采用脉冲激光沉积方法制备ZnO等氧化物稀磁半导体薄膜，但始终受困于掺杂均匀性和磁性起源等核心问题。在充分文献调研基础上，我们尝试采用n-p共掺杂方案，这种方法既可以调控氧化物能带结构，也可有效抑制磁性原子团簇和第二相杂质的形成，最终制备出了居里温度高于室温的均相稀磁半导体薄膜。直到今天，我们仍在拓展这一方向，近期更多地聚焦于本征二维磁性材料体系。
在日本接受的严格科研训练，使得自旋电子材料与器件成为我们团队的重要方向。在自旋流、轨道流、磁子流等方面，我们都开展了探索性研究，并牵头主持了国家重点研发计划项目和国家区域联合基金集成项目。近年来，我们在降低翻转电流密度、实现无磁场翻转、调控磁子传输效率等方面取得了一些进展，例如实现了轨道流驱动磁矩无场垂直翻转、自旋流驱动手性反铁磁材料无场垂直翻转等，并大幅降低了信息写入的临界电流密度。期待这些工作能为下一代磁随机存储器(SOT-MRAM)的材料优化与器件设计贡献力量。
2018年，作者在新加坡参加Intermag会议
团队的成长离不开平台的支撑。2010年，在时任校长武海顺教授的带领下，我们成功获批了“磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室”。这个平台如同一个孵化器，不仅产出科研成果，更培养了大批人才，并先后孵化出化学、物理学、材料科学与工程三个博士点。我于2010年获得国家杰出青年科学基金资助，直到2023年我都是山西省唯一的女性杰青。2019年，我接任实验室主任，经历两次教育部评估均获“良好”评价。目前，实验室已引进和培养5名国家级人才，成为山西师范大学的学术高地和靓丽名片，也是山西省乃至全国在该领域的重要研究与人才培养基地。
2021年，山西师范大学整体搬迁至太原，办学条件和地域优势得到极大改善。近几年，国家“两新两重”政策支持高校仪器设备以旧换新，更使我们的实验室如虎添翼。回望来时路，从临汾到太原，从三台设备到教育部重点实验室平台，我深切感到，个人的坚守与时代的机遇、地方的需求与国家的战略，只有同频共振，才能奏出最激昂的乐章。
辐射与服务——助力山西稀土永磁产业
作为一所地方高校的科研工作者，我始终认为，我们的研究不应该停留在论文和实验室里，更要服务于区域经济社会发展的主战场。稀土永磁材料是国家战略性关键材料，山西的稀土永磁产业曾位列全国前三。尽管近年来有所滑落，但仍占全国约10%的产量。如何用我们的技术助力本土产业升级，是我和团队长期思考的问题。
为此，我们团队的几位教师和学生常年深入企业，针对烧结钕铁硼磁体生产中的具体技术难题，仔细分析工艺流程，找出关键症结，确定解决方案。我们与企业合作，主持山西省“揭榜挂帅”项目，致力于推动低重稀土晶界扩散技术和低成本多主相磁体研发技术的产业化应用。目前，我们已建成20公斤级的中试产线，相关技术成果已在省内多家磁材企业得到应用和转化，有效提升了企业的产品性能和市场竞争力。
为了更系统、更广泛地搭建产学研桥梁，我们牵头组建了先进磁性材料与技术省部共建协同创新中心和山西省材料研究学会，并积极参与组建山西省磁材行业协会和磁材产业创新联合体。这些平台有力地促进了高校、科研院所与企业之间的信息互通、技术对接和人才共享，形成了“需求牵引、协同攻关、成果共享”的良好生态。看到实验室里的构想最终转化为生产线上的产品，看到学术论文中的参数变为产品性能的提升，这种“把论文写在三晋大地上”的成就感，是任何奖项都无法替代的。
平衡与担当——多重角色的交响曲
作为女性科研工作者，同时又先后担任了山西师范大学校长的管理职务，我常被问到一个问题：“您是如何平衡科研、管理和家庭的？”说实话，我从未刻意去寻求一种理论上的、静态的“平衡”。在我看来，人生更像一部多声部的交响乐，每个阶段都有其主旋律。当你真心热爱你所做的每一件事，并愿意为之全情投入时，你自然会找到属于自己的节奏。
担任校长，意味着肩负起一所大学发展的整体责任。这不仅仅是行政职务，更是一份沉甸甸的使命。我需要思考学校的学科布局、人才战略、办学特色，尤其在山西师范大学从临汾整体搬迁至太原这一重大历史转折期，如何稳定人心、凝聚共识、抓住机遇实现跨越式发展，是摆在我们面前的现实课题。推动学校与地方经济、社会发展深度融合，将学校的科研人才优势转化为服务山西转型发展的实际能力，也是我作为校长持续思考并着力推进的重点工作。此外，在学校治理、民生保障、基础建设等方面也倾注了大量的心血。这些宏观的战略谋划与复杂的组织协调，占据了我大量的时间和精力。
2022年，作者在北京参加全国“两会”
然而，我始终坚守在科研一线。科研工作培养的严谨逻辑、对前沿的敏锐洞察以及在攻坚克难中锻炼的韧性，使我能够在学校管理中更注重遵循教育科研规律，更善于把握学科发展趋势，在决策时多一份基于实证的审慎和长远眼光。同时，校长岗位所赋予的广阔视野、资源整合能力以及对区域发展需求的深刻理解，又反过来启迪我的科研工作，既瞄准国际学术前沿，也始终关注其与国家重大战略、山西产业升级的结合点，思考如何将实验室的创新成果更有效地转化为现实生产力。
在家庭中，我是一位妻子，也是一位母亲。我的家人，特别是我的先生，给予了毫无保留的理解与支持，我们之间早已形成了默契，彼此尊重对方的事业追求。家人的包容、担当与爱，是我在最忙碌、压力最大时最温暖的港湾和最坚实的后盾。我深信，责任的履行并非时间的简单分割，而是情感的深度投入与效率的极致提升。
从大学毕业来到山西师范大学，三十多年弹指一挥间。我感恩在这片黄土地上得到的一切成长机遇，也感恩得到了多位院士专家以及无数师长同仁的指导与帮助。他们的提携与肯定，让我在科学探索的道路上走得更加坚定。科研的成就让我在治校办学中更有底气，而办学治校的历练，也让我在带领科研团队、谋划学科发展时，更能理解制度、文化与环境的重要性。
这份多重角色的磨砺与积累，也让我有机会在更广阔的平台上发挥作用。我先后当选为党的十八大代表和十三届全国人大代表，这既是荣誉，更是沉甸甸的责任。它让我能够从国家和地方的层面，为科技政策、教育发展、女性成长等议题建言献策，努力将基层科研工作者和教育工作者的心声与诉求传递上去。
2025年，我荣获“谢希德物理奖”，这对我而言是莫大的鼓励。谢希德先生不仅是卓越的物理学家，也是杰出的教育家和管理者，她的成就与精神一直激励着我。这个奖项，不仅是对我个人在物理相关领域探索的认可，也是对致力于科学研究的女物理工作者的勉励。它仿佛在告诉我，这些不同的角色并非必然冲突，它们可以在统一的追求下——即对真理的探索、对人才的培养、对社会的贡献——和谐地融为一体，奏出属于自己的人生交响曲。
回望来时路，无论是面对专业转型时的坚定选择，还是在艰苦条件下的不懈坚持；无论是在服务国家区域发展中的持续探索，还是在平衡多重角色时的从容应对，都让我深切认识到，真正的科研之路，从不由性别定义，也不会被起点所限。如果你心中有光，对某个领域怀有真诚的好奇与热情，那就请坚定地走下去。用执着对抗浮躁，以坚韧面对困难，在团队协作中汲取力量，在时间沉淀中实现成长。愿每一位在科研道路上探索的女性，都能在专业领域深耕细作，厚积薄发，最终走出一条坚实而从容的科研之路。
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作者：众多活跃在科研、教学一线的院士、专家。
读者：物理学及其相关学科(如化学、材料学、生命科学、信息技术、医学等)的研究人员、教师、技术开发人员、科研管理人员、研究生和大学生，以及关注物理学发展的读者。
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