他不斷探索前沿科學
紮實基礎厚積薄發
在頂刊Nature發表交大智慧成果
他全面發展熱心服務
調研實踐助力研究
在新媒體平臺爭做科普達人
他就是交大2020-2021年度
“三好學生標兵”&“學術之星”雙料得主
物理與天文學院博士生段紹峰
2020-2021學年
上海交通大學“三好學生標兵”
段紹峰
物理與天文學院 2017級直博生
（導師：張文濤）
在完成本科學業以後，他以優異的成績繼續攻讀上海交通大學物理與天文學院博士學位，導師張文濤。博士期間，榮獲研究生國家獎學金和三好學生等榮譽。在國際上首次利用超快鐳射實現對量子材料中電子態維度的操控，發現光致非平衡態超導的跡象，研究成果以第一作者發表於頂級科學期刊Nature；以共同第一作者在物理一區Physics Review X上發表高水平學術論文一篇，入選ESI年度高被引論文和熱點論文。申請國家發明專利2項，已授權1項，已受理1項。
1 腳踏實地，科研創新
談到博士期間的研究方向，段紹峰提到利用飛秒鐳射操控量子材料是目前國際上研究的前沿和熱點，而時間分辨角分辨光電子能譜（trARPES）正是一種同時兼具時間、能量和動量分辨功能的新型材料調控研究的新技術。該裝置目前無商業化產品，在該儀器研製成功前，國內還沒有相關的儀器裝置，必須結合超快鐳射技術和ARPES技術自行研製。加入研究組以後，在張文濤老師的帶領下，他作為主要成員參與研製和搭建高效能的trARPES。
在儀器研製的研製過程中，他發現目前國內外使用的真空紫外鐳射裝置通常都具有較大的體積，造價昂貴，不利於大規模的推廣和使用等缺點。基於此背景，他巧思妙想，設計和利用模組化的真空腔體，對真空紫外光路中的光學元器件進行模組化處理，大大降低了真空紫外鐳射裝置的體積和造價，更加方便與其它光源進行快速切換和大規模的使用。將其運用於ARPES中，實現0.4 meV的能量解析度，達到國際最好水平。
自主研製的trARPES系統
trARPES自動控制系統的部分功能
針對領域難題，他巧妙的利用機器識別實現在溫度變化過程中對樣品位置的精確定位和自動修正，成功實現了高精度的ARPES溫度連續變化的實驗。這一項技術極大拓寬了ARPES的研究能力，為ARPES研究高溫超匯出現的機制提供了更有力的實驗支援，這也是取得後續科研進展的關鍵因素。儀器的搭建工作於2019年完成，並於2020年從臨時實驗室搬入到理科群樓，博士期間兩次儀器的搭建工作對其動手能力得到了極大的鍛鍊。trARPES儀器時間頻寬乘積接近理論極限，處於國際領先水平。
2 潛心鑽研，重大突破
博士期間，他的主要研究方向為超快鐳射誘導量子材料中的非平衡態相變，這是目前國內外凝聚態物理領域研究的前沿。最初接觸科研，摸不到門路，不知道該從何處下手也是他經常會碰到的問題。熟練掌握做實驗的手段以及資料分析是科研中最重要的環節，為此他積極學習資料分析專業軟體，經過長期的積累和實踐可以獨立編寫整套的ARPES實驗資料處理程式，可以快速針對採集的資料進行各種處理，這為後續的科研打下堅實基礎。
科研的道路從來不是一蹴而就的，對段紹峰來說亦是如此。和大多數博士生一樣，科研道路中他也會遇到各種問題，時常感到發愁並且焦慮，也會有自己堅持不下去的時候，但是他從不輕言放棄。在數不清的日日夜夜奮鬥中，終於在博士第四年實驗上有重大發現，利用超快鐳射實現對量子材料電子態維度的操控。但是擺在眼前的一個棘手問題就是如何從理論上去模擬實驗中的新發現。在一個以實驗為主的課題組中，他需要著手去學習相關的理論模型，在此基礎上進行數值模擬，這其中遇到的問題遠比想象的多。
實驗結束凌晨五點的交大
春節留守學校補充資料
段紹峰說：“最開學學習理論模型做模擬的過程中，遇到的第一個難題就是如何數值求解偏微分方程。在閱讀了大量相關文獻之後，始終沒有找到數值求解的辦法，一連數個星期都是毫無進展。”科研上的長期停滯不前使他倍感受挫，這也是最難熬的時候。在多次與導師的溝通和嘗試下，最後終於成功數值求解微分方程，用唯象模型成功模擬了實驗上所觀察到的現象，實現實驗與數值模擬的完美結合。在國際上首次利用超快鐳射實現對量子材料中電子態維度的操控，並在其中發現光致非平衡超導的跡象，為具有新功能的下一代的器件的調控打開了一扇超快科學的新視窗，這一學術成果發表於頂級科學期刊Nature。這項研究成果獲得了國內外專家的認可，並且被科學領域中著名的中國科學網報道。中科院院士張傑表示：“這些發現首次展現了利用超快鐳射實現對量子材料中電子維度的調控，併產生奇異的量子現象。”論文正式發表以後，他表示：天道酬勤，付出終有回報，貴在長久的堅持。
發表於《Nature》的論文
3 踐行實踐，樂於分享
學習之外，他積極參與學院組織的暑期實踐和企業調研等活動。在實踐過程中不斷增強見聞，提升綜合素質，更重要的是使他認識和了解科學技術對國家發展的重要性，也讓他思考如何在自己所學領域為祖國科技的發展貢獻自己的力量。
張傑院士未來科學大獎交流會
生活之中，他作為志願者參與“ARPES和量子材料中超快物理現象研討會”。他還創立公眾號“啦啦啦LabVIEW”，在學習LabVIEW程式設計的過程中，利用空餘時間分享程式設計學習經歷和案例，推送科普推文30餘篇。這些志願服務和分享經歷也使得他對奉獻有了更深入的理解。
“天道酬勤，永不懈怠”
關於對未來的規劃，段紹峰說到，未來還是會繼續從事對科學的研究和探索，在前期研究的基礎上去探索“光致高溫超導”這個有趣的物理現象，致力於解決“高溫超導的微觀機制”這一全世界最前沿的科學問題提供新的思路和方法。
