港大另一位納米專家、物理系教授王健亦是本年度裘槎杰出科研者獎(jiǎng)得主。他的研究主要在于理論層面,成功結(jié)合了兩項(xiàng)過(guò)往被認(rèn)為互不相干的納米理論,成為了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬納米特性的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),也為納米物料研發(fā)提供重要的理論基礎(chǔ)。
王健舉例指,可想像在微觀世界中,有一塊阻擋面,無(wú)論它是什么材料,都會(huì)具備其特有的微觀物理特性,如密度或強(qiáng)度的不同等,科學(xué)界通常應(yīng)用一密度泛函理論以量度這個(gè)「阻擋面」的物理特性。他又指,若有其他納米物質(zhì)處在這塊「阻擋面」周圍時(shí),由于物質(zhì)在納米狀態(tài)下活性極大,有些更可以神奇地「穿透」阻擋面,這類型的動(dòng)態(tài)效應(yīng)被叫做量子效應(yīng),亦有量子輸運(yùn)理論來(lái)量度及解釋。
相關(guān)領(lǐng)域重要突破
密度泛函理論與量子輸運(yùn)理論均是納米研究領(lǐng)域成熟理論,但王健指,以往的研究者僅集中在其中一個(gè)范疇,從未有人將兩個(gè)理論結(jié)合思考,不過(guò),多年的研究經(jīng)歷讓王健有機(jī)會(huì)同時(shí)踏足兩個(gè)看似「互不相干」理論領(lǐng)域,亦成功地將兩者聯(lián)合,發(fā)展出當(dāng)前最先進(jìn)的第一性原理量子輸運(yùn)理論和數(shù)值計(jì)算方法。此理論方法全面考慮了納米器件的原子軌道、材料性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)等,成為當(dāng)前國(guó)際上模擬納米器件的量子輸運(yùn)特性的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),亦是相關(guān)科研領(lǐng)域的重要突破。