在二维材料的微观宇宙里，物理科学与技术学院的张婷老师以能谷为尺，以理论为炬，照亮被忽视的科研荒原。科研路上关山漫漫，她始终坚守初心，保持热忱。从山东大学研究生优秀学术成果，到参与国家自然基金项目，她始终在二维材料能谷电子学领域稳扎稳打，诠释着青年学者的胸怀与担当。

张婷，女，济南大学物理科学与技术学院讲师，主要研究领域为二维多铁性质以及能谷物理的理论研究。在二维体系的多铁性质耦合以及自旋-能谷耦合作用所产生的新奇物理效应及调控方面，取得了一系列科研成果。她作为科研骨干参与了国家自然科学基金面上项目，主持一项山东省自然科学基金青年项目。代表性成果包括山东省自然科学基金青年科学基金项目（ZR2024QA051）中p轨道基二维体系自发能谷极化及调控的理论研究、国家自然科学基金面上项目（12074217），新型二维材料的谷电子效应及调控、山东省自然科学基金青年科学基金项目（ZR2019QA011），单层Janus过渡金属硫族化物能谷性质调控的理论研究等。

点点微芒 造炬成阳

当指尖划过电脑屏幕上密密麻麻的公式与晶格模型，张婷老师的目光沉静而专注。这位深耕二维材料能谷电子学的青年学者，正以一支笔、一台电脑为舟，在量子物理的浩渺海洋里，驶向被传统理论认定为“无解”的海域———面内自旋磁化体系中的自发能谷极化机制研究。近日，她牵头的这一极具挑战性的课题获批国家自然科学基金青年项目，为未来新型量子器件的研发筑牢了理论根基。

“能谷自由度，是未来信息技术的‘潜力股’，就像藏在微观世界里的一把钥匙，能打开非易失性信息存储、可控霍尔器件等新型量子器件的大门。”谈及研究方向，张婷老师用生动的比喻，拆解着艰深的物理概念。

在二维材料与量子物理的研究版图里，能谷极化并非全新命题，但“面内自旋磁化体系中的自发能谷极化”却是长期被忽视的“无人区”。传统理论如一道无形的墙，将研究者的脚步挡在“面外自旋磁化是能谷极化必要条件”的固有认知里，而张婷老师偏偏要在这堵墙上，凿出一道缝隙。

“科研就像寻宝，别人都盯着发光的金矿，我却想看看被杂草覆盖的角落，是不是藏着更珍贵的宝藏。”她的研究起点并非凭空而起的冒险，而是扎根于前期的深厚积累———在二维面外磁化体系的能谷极化、层锁定霍尔效应等方向，她已在《NanoLetters》《MaterialsHorizons》等国际顶刊发表系列成果，这些成果如同一块块基石，为后续的探索铺就了台阶。

为了拿下国家自然科学基金青年项目，张婷老师的准备过程，是一场与自我较劲、与未知对话的“持久战”。她将这段时光比作“给研究搭骨架”：第一步，是深入梳理国内外研究现状，像侦探一样抽丝剥茧，揪出“面外自旋磁化是必要条件”这一传统理论背后未被解决的核心科学问题；第二步，是搭建从单层、双层到多层体系，从非共线自旋到交错磁，再到摩尔超晶格的完整技术路线，让研究思路如河流般连贯且可落地；第三步，是提炼“自旋取向-轨道成分-对称性匹配”三位一体的材料筛选准则，为研究找到精准的“导航仪”。

“写作申请材料的日子，每一个逻辑节点都要反复推敲，就像工匠打磨玉器，多一分则赘，少一分则亏。”她笑着回忆，那些深夜里，电脑屏幕的光映着她的身影，公式改了又改，论证磨了又磨，既要确保选题踩中前沿，又要让论证扎实、可行性清晰。这场看似枯燥的“精雕细琢”，既是对科研规划的考验，更是一次系统的思维淬炼，最终让这份凝聚心血的申请书，叩开了国家自然科学基金的大门。

关关难过 执着突破

科研之路，从来不是坦途。对张婷老师而言，研究中最大的挑战，便是直面“面内自旋磁化无法产生能谷极化”的传统定论。

为了跨越这道坎，她和团队必须跳出既有框架，在对称性、能谷轨道成分、磁序类型三个维度里，重新搭建理论体系。这如同要推翻一座旧房子，再用全新的图纸，一砖一瓦重建。那些日子里，办公室的灯常常亮到深夜，DFT数据处理、Wannierization分析、Berry曲率的程序化计算……每一个环节都容不得半点马虎，严谨、可重复、可验证，是理论物理的生命线，就像盖房子不能偷工减料，少一颗螺丝钉，整座建筑都可能坍塌。

转机，藏在一次偶然的发现里。在测试Kagome晶格体系的非共线磁序时，团队意外观测到：这个体系在维持“时间反演—镜面联合对称性”的同时，竟能打破能谷简并。“那一刻，就像在漆黑的房间里，突然摸到了门把手。”张婷老师至今记得那份惊喜，这个关键发现，如同一束光，照进了“面内体系产生自发能谷极化”的理论盲区，为整个研究打开了新的窗口。

“科学的突破，往往藏在‘意外’里，但这份意外，离不开日复一日的积累。”她坦言，若没有前期对对称性、自旋轨道耦合等核心物理量的深耕，若没有对每一组数据的较真，即便机会摆在面前，也只会擦肩而过。最终，她和团队用扎实的论证，证明了“面内非共线自旋在特定对称性条件下可产生隐藏的能谷劈裂”。

浇灌新苗 点亮火种

作为青年学者，张婷老师的身份不止是研究者，更是学生科研路上的引路人。在指导学生开展研究时，她始终将三种能力的培养，视为“科研人的必修课”。

首先是“抽丝剥茧”的物理洞察力。她解释，二维材料与量子物理的问题，往往跨越能带、自旋、拓扑等多个维度，就像一团缠绕的线团，研究者要学会抓住核心物理量这根“主线”，比如自旋轨道耦合、对称性破缺、Berry曲率，才能理清头绪。她常对学生说：“不要被复杂的现象迷惑，就像医生看病，要透过症状找到病因，而不是只盯着表面的疼痛。”

其次，是严谨的计算与模型构建能力。“理论物理的计算，不是简单的数字游戏，每一个公式、每一组数据，都要经得起推敲。”她要求学生，无论是紧束缚模型的搭建，还是霍尔电导的分析，都要做到“丁是丁，卯是卯”。“这就像厨师做菜，食材、火候、调味都要精准，差一点，味道就会天差地别。”

而最让她看重的，是系统的科研表达与独立思考能力。“做研究不能只当‘执行者’，更要做‘思考者’。”她在组会汇报和论文写作中，总会反复强调逻辑结构、概念定义与科学论证的方法，“我希望学生不仅能拿出结果，更能说清‘为什么’———为什么选这个方向？为什么用这种方法？为什么会出现这个结果？想通了‘为什么’，才能真正掌握科研的本质。”

在理论物理的世界 奔赴星辰与山海

是什么支撑着张婷老师，在枯燥的公式与漫长的探索中，始终保持对理论物理的热情？她给出的答案，藏在理论物理独有的“美”里。

“第一重美，是对称性带来的简洁之美。”她眼中闪着光，“仅凭一个对称性操作，就能判断能谷极化是否存在，这种‘以简驭繁’的力量，就像中国书法的留白，寥寥数笔，却道尽万千气象，让人着迷。”

“第二重美，是揭示隐藏规则的成就感。”当透过复杂的能带和自旋纹理，找到微观世界的底层逻辑时，那种“理解世界”的幸福感，是任何东西都无法替代的。“就像解开了一道困扰已久的谜题，你会发现，原来宇宙的规律，藏在这些看似冰冷的公式里。”

“第三重美，是从无到有的创造力。”理论物理学家的笔尖，能构建模型、预测材料、预言现象，而这些天马行空的想法，又能被后续实验验证———这份“用思想改变世界”的独特成就，让她始终对科研保持初心。“我们不是在重复已知，而是在探索未知，就像在白纸上作画，每一笔，都可能成为新的风景。”

谈及对有志投身相关研究的青年学生的建议，张婷老师的话语朴实而恳切：“扎实的数学物理基础，是科研的‘敲门砖’，但比知识更重要的，是四种品质。”

一是坚持钻研、不惧困难的韧性。前沿研究就像走夜路，常会遇到失败的数据、不收敛的计算、推不动的方程，能坚持下来的人，才有机会看到破晓。二是主动学习与思考的习惯，材料计算、能带分析、Berry曲率研究……科研领域日新月异，只有主动找资料、更新知识体系，才能跟上时代的脚步。三是开放视野与交流能力。科学研究不是孤军奋战，跨材料、跨物理、跨数学的合作，就像不同颜色的颜料混合，能调出意想不到的色彩。四是对科学本身的好奇心。这是所有动力的源泉，有好奇心的人，永远不会停下探索的脚步。

如今，站在新的研究起点，张婷老师依旧保持着最初的热忱。她深知，二维材料能谷电子学的研究道阻且长，但正如她常说的：“微观世界的每一次突破，都可能成为改变世界的微光。”而她，愿做那个执着的点灯人，在量子物理的二维宇宙里，持续叩响能谷极化的大门，让科学的微光，汇聚成照亮未来的星河。

张婷老师，她以“抽丝剥茧”的洞察拆解科学路的迷雾、以严谨的计算锚定科研过程的坐标、更以系统的思维浇灌后辈成长。在冷硬的公式与数据背后，是对未知的好奇，是对真理的执着，是理论物理独有的、从无到有的创造之美。方寸屏幕前推演宇宙规律、三尺讲台上培育科研薪火，她以学者的细腻与坚韧，在量子物理的前沿，书写属于中国的科研答卷。