極目新聞記者 李碗容
通訊員 高翔 賈法雷
在當今信息爆炸的時代，信息存儲尤為關(guān)鍵。近日，極目新聞記者從華中科技大學獲悉，該校物理學院張佳副教授的最新合作研究成果在國際學術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表，該成果將推動新型磁性存儲的研究進展，未來的應用將有望大幅提升手機、計算機等信息產(chǎn)品運行速度。
十余年來，張佳一直聚焦于凝聚態(tài)物理前沿領(lǐng)域從事科學研究。從中學時代起，張佳就對物理充滿興趣，如今他不僅在物理學領(lǐng)域探索，也在三尺講壇帶學生領(lǐng)略物理世界的魅力。
張佳
十余年聚焦磁存儲材料探索
存儲器在日常生活中應用廣泛，如手機閃存、電腦存儲器和硬盤等。隨著信息化發(fā)展，未來社會對存儲器的需求更加強烈。磁性隨機存儲器就是一種新型的非易失性存儲器。
張佳介紹，磁性隨機存儲器主要以磁電阻效應來存儲數(shù)據(jù)的隨機存儲器。他解釋，“磁性隨機存儲器是通過磁電阻的高低來記錄'0’和'1’，并通過二進制進行數(shù)據(jù)存儲。其中磁電阻效應是由結(jié)構(gòu)為'鐵磁、絕緣勢壘、鐵磁’的磁性隧道結(jié)中，通過量子隧穿效應產(chǎn)生?！币蛟谧x寫速度、單位面積的存儲量、儲存能力的穩(wěn)定性以及能耗等諸多方面具有諸多優(yōu)勢，磁性隨機存儲器被認為是下一代存算一體、嵌入式內(nèi)存的重要備選之一。目前已在通信、軍事、數(shù)碼產(chǎn)品上有了一定的應用，但密度和速度的提升一直是磁性隨機存儲器科研攻堅方向。
張佳
2007年，在中國科學院物理研究所攻讀博士學位的張佳就開始從事磁性材料的理論計算研究。從華中到華北，從國內(nèi)到國外，求學的道路上張佳的科研能力在一次次的嘗試與探索之中提升。2016年年底，回國來到華科大后，他繼續(xù)在這一領(lǐng)域深耕。
2021年，張佳和團隊成員發(fā)現(xiàn)了一類特殊的反鐵磁，并對其所構(gòu)成的反鐵磁隧道結(jié)的隧穿磁電阻效應進行了理論計算，團隊驚喜地發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的顯著磁電阻效應有希望解決反鐵磁態(tài)讀出的瓶頸問題。張佳團隊的上述理論研究成果最終于當年5月發(fā)表在物理學著名期刊《物理評論快報》上。
在理論工作投稿后不久，北京航空航天大學的劉知琪教授團隊和張佳取得了聯(lián)系，告知張佳團隊他們在理論所預言的一種反鐵磁隧道結(jié)中觀測到了較大的室溫隧穿磁電阻效應。兩個團隊隨后開展了緊密合作，對實驗結(jié)果進行深入的理論分析和計算。“張老師做科研十分勤奮認真嚴謹，在做這一合作項目時，計算、理論解釋、驗證每一步他都帶著我們，經(jīng)常跟我們討論到深夜。”華科大物理學院博士生朱蒙回憶。
今年1月，兩個團隊的合作成果得以刊發(fā)在《自然》（Nature）雜志上，該研究成果關(guān)于反鐵磁隧道結(jié)中的室溫隧穿磁電阻效應的發(fā)現(xiàn)，表明了非共線反鐵磁在信息存儲器件上的應用潛力與前景，使超快速響應、超高密度反鐵磁隨機存取存儲器的研制成為可能。
課堂上討論彩色肥皂泡的光學原理
來到華科后，張佳走上講臺，擔任著學校必修課《大學物理》和物理學院專業(yè)課《熱學》的授課任務(wù)。他的課深受學生們喜歡，教學評價經(jīng)常位列前茅。
2020級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的蔣定成同學就在大二時上過張佳教授的《大學物理》。“張老師的課，總會將比較難的物理學知識講得很生動，知識點的講解非常透徹易懂。大家?guī)缀醵紶幹诮淌业那芭拧！笔Y定成說到。他告訴記者，在學習光學時，張佳老師就用吹肥皂泡的現(xiàn)象帶大家一起深入學習有關(guān)光的干涉的知識。
為什么肥皂泡從小變大，它的亮度和顏色都會發(fā)生變化？課堂上張佳就帶著學生用光學的薄膜干涉原理研究了這個問題，估算出彩色肥皂膜的厚度。“同學們都很驚訝，感受到物理學知識就在身邊，對物理學更加熱愛，也更想學好?！笔Y定成說到。不僅有生活中的物理，張佳還經(jīng)常在課上和學生們分享物理領(lǐng)域的最新科研動態(tài)，培養(yǎng)學生的科研興趣。他曾帶領(lǐng)學生一起計算和討論過引力波探測的激光干涉的物理原理。這樣的課堂，學生收獲頗豐。蔣定成告訴記者，《大學物理》期末，他所在的班級有三分之一的同學分數(shù)在90分以上，同學們更是對科研產(chǎn)生了濃厚的興趣。
張佳和學生交流
“教學對于老師是一個再學習的過程，溫故而知新?！痹趶埣芽磥恚n堂教學和科研同樣重要。“教學是為學生傳播知識，科研則是創(chuàng)造新的知識，科研為教學提供更高的前沿視角，教學為科研打下扎實的基礎(chǔ)，兩者相輔相成，缺一不可?！?/p>
“當時我聯(lián)系和引進張佳來華科工作就看到了他的潛力，加入華科物理學院以來，他在科研和教學上都認真負責，取得了不錯的成果”，物理學院副院長呂京濤教授這樣說到。他告訴記者，張佳還積極參與學校公共服務(wù)工作，每年都參與學校的本科招生咨詢工作。
據(jù)悉，2018年至今，每年6月，張佳都會回到高中母校黃岡中學，支起一張小桌子，為應屆高考生們開展志愿填報咨詢工作。黃岡中學是張佳物理學之路的出發(fā)點?！案咧心菚蛺圩聊ヒ恍┢婀值膯栴}，經(jīng)常會去學校圖書館看很多物理學相關(guān)書籍?！睆埣鸦貞?。那時他對世界的探索欲和對物理世界的好奇之心不斷地被激發(fā)。
目前，張佳繼續(xù)投入到新學期的科研和教學工作中，期待在所從事的凝聚態(tài)物理領(lǐng)域取得更多的重要進展，為國家科技發(fā)展作貢獻，并為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。
