所在學科
材料物理與化學;凝聚態物理
研究方向
1.低維材料物理與器件
2.納米材料和納米結構
3.材料生長的熱力學和動力學理論
科研課題
教學科研情況
教學情況
本科生課程:薄膜材料與製備技術
研究生課程:薄膜物理;晶體生長的物理基礎;材料表面與界面
科研情況
1.發展了一種常溫常壓下合成亞穩相納米晶的方法即脈衝雷射誘導液固界面反應,合成了一系列金剛石及相關材料等亞穩相納米晶,被認為是金剛石納米晶製備的一個重要進展。
2.發展了納米尺度下亞穩相成核的熱力學理論,並套用於溫和條件下高壓相的合成和一維納米結構的生長,被認為是第一個納米尺度下亞穩相成核的定量熱力學理論。
3.提出了利用寬頻隙半導體之間的有效組合克服摻雜問題來製備它們異質結的物理思想及在實驗上得到了驗證。
4.研究了納米尺度下金屬多層膜界面合金相變,觀察到一系列新亞穩相和界面結構演化新規律,建立了納米尺度相關的界面合金化熱力學模型和動力學模型。
承擔課題
目前主持的主要科研項目
1.國家自然科學基金“納米科技基礎”重大研究計畫項目(2003)
2.教育部“新世紀優秀人才支持計畫”項目(2004)
3.國家傑出青年科學基金項目(2005)
4.教育部科學技術研究重點項目(2006)
5.國家自然科學基金委-廣東政府聯合基金重點項目(2007)
6.教育部長江學者獎勵計畫項目(2008)
論文發表
近年在 Angew.Chem., J.Am.Chem.Soc., Nano.Lett., Appl.Phys.Lett., Phys.Rev.B.等國外重要學術刊物發表論文100餘篇,其中兩篇Review分別發表在國際材料科學領域最具影響力的刊物: Materials Science and Engineering R: Reports (49(2005)157-202)和 Progress in Materials Science (52(2007)648-698).
獲獎情況
1.入選中山大學“百人計畫”(2002)
2.入選教育部“新世紀優秀人才支持計畫”(2004)
3.入選廣東省高校“千百十工程”國家級培養對象(2006)
4.獲2006年度國務院頒發的政府特殊津貼(2006)
5.2007年度教育部“長江學者”特聘教授(2007)
人物評價
“做科學最講興趣和感覺”
楊國偉教授沒有想到，自己真的就這樣在物理學路上一直走下來了，而原點僅僅是因為高中學習時的一種興趣。但是，從那個理科優秀的普通高中男生到今天成為長江學者特聘教授的物理學家，楊教授卻親身領悟到，“做科學的第一原則是興趣”。至今，楊教授仍忘不了這份興趣最初的熱度和感動——“學習一點物理，對於自然世界的認識就豐富起來了”，正是這份認識與探索自然世界的渴望一直激勵著他前進，激發著他的潛力，也維持著他做科學的樂趣。
獲得碩士學位後，楊教授第一次正式從事科研工作，擔任中國空－空飛彈研究院光電探測器研究室工程師，從事碲鎘貢和銻化銦多元紅外探測器的研究與設計。楊教授笑言，這個 “第一次”經歷，讓他更加確定自己 “做科學”的決心——他喜歡“做科學”而不是“做工程”。“做科學”傾向於發現問題，而“做工程”則傾向於解決問題，對於自然科學來說，發現往往比解決更重要，“發現一個問題就多填補一個人類知識的空白點”。後來確定納米材料物理的研究方向，很重要一個原因就是被這個學科“許許多多未知的東西，巨大的空白”深深吸引住了。楊教授說，選擇納米材料與納米結構和低維材料物理與器件這樣的研究方向，“是自身興趣、科學感覺和學科本身的一種奇妙碰撞”。其中，他特彆強調了做科學的“感覺”，他說，“做科學第一要講興趣，而感覺也很重要”。一位科學家不談邏輯不談理智而談感覺，似乎有點玄乎，但實際上卻是似玄非玄的“妙”。
這種科學感覺，楊教授說和他喜歡哲學有一定關係。在科學啟蒙時期，其實很多哲學家也同時是科學家，哲學思想對於物理研究是一種很奧妙的看不見的工具。他最欣賞的哲學家是德國的萊布尼茨。萊布尼茨認為世界是和諧的，因為一切矛盾雙方既對立又互相包容，這樣的雙方往往可以互相關照。在做物理研究中，很多時候研究結果是恰恰相反的，但是，這個反面的反面不就正是原來目標的正面嗎，懂得這樣想這樣看的話，做科學的思路就會開闊很多。
楊教授表示，中國現在很多人在做物理研究，然而做出傑出工作的人卻很少，他們當中許多人基礎很好，很嚴謹，很勤奮，也很執著，但是卻很難有讓人驚喜的科學新發現，究其因由，他認為是缺乏對科學的“感覺”。這種科學感覺並非無因而生，憑空而出，而是在做研究的積累上，不自覺間培養萌生的。楊教授說，他自己也說不清這種感覺是什麼，也許是對科學的感情，也許是直覺，也許是靈感，也許是天賦，也許都是，也許都不是。他也不求甚解，他唯一能確定的是，做科學無法刻意為之，順著“感覺”，一切心領神會，自然而然。
研究創新要靠積累和機遇
楊國偉教授現在做的是材料物理的基礎研究和套用研究，這個領域目前國際上的競爭非常激烈，江澤民同志曾經精闢地指出，基礎研究領域“只有第一，沒有第二”，就是說業界只認可第一發布的有效創新成果，在其後發布的都只會被認為是follow的。面對這樣的競爭局面，楊教授卻很坦然，他說自己“看得到競爭，但是沒有刻意使勁趕命跑過人家”，“科學創新是很重要，但在我看來，創新不是急出來的，也急不來，創新要靠積累和機遇”。
懷著這樣平和坦然心態的楊國偉教授，近幾年來在納米材料與納米結構和低維材料物理與器件兩個領域四個方面的研究工作中，均取得了重要創新成果。其中，在“液體中的雷射熔蝕及在納米材料製備中的套用”方面，楊教授發展兩種創新技術和方法，包括PLILR和PLDIL。PLILR是一種新穎的常溫常壓下合成亞穩相納成品和納米結構的方法,楊教授在此項研究上取得了較系統性創新性成果，有16篇論文發表在Appl Phys Lett,Phys Rev B等國際重要學術刊物上，近五年來被SCI他引110餘次。而PLDIL是液體環境中的脈衝雷射沉積技術，它的創新點在於：由於液體的束縛作用，PLDIL在沉積納米圖案時具有高度的選擇性和準直性即可以在納米尺度上準確地襯底所選擇的區域組裝所需要的納米圖案。
楊教授笑言，PLIIR的發現就是“很巧的一個機遇”。以往用脈衝雷射製備納米材料一般有兩種模式，一是在空氣中讓脈衝雷射直接作用於材料，二是在真空狀態下把脈衝雷射打到特定的靶上打出新材料。當時他的研究組也在研究納米材料的雷射製備，一開始也沿用這兩種流行的方法，但別人已經研究這些方法有十幾年了，follow別人自己還是做不好。楊教授覺察到製備環境的問題，“這兩種方法都是在氣體環境中進行的，那能不能嘗試一下在液體環境中進行呢”，於是，楊教授首次將脈衝雷射熔蝕拓展到液體環境中，發展了一系列製備新型納米材料與納米結構的新方法，這種方法打破了以往舊方法的限制，能夠製備很多新材料。楊教授沒有刻意尋求新方法，正如他說的，做研究做到這一步了，下一步自然就知道要怎么走了。所以，這“前一步”非常重要。而談到積累，楊教授又說出了一個很有意思的楊式關鍵字——學術品位。
楊國偉教授在清華大學讀博士學位時，師從柳百新院士，其後在美國University of Illinois at Urbana-Champaign物理系和美國能源部Frederick Seitz材料研究實驗室分子束外延中心做博士後研究，合作教授是國際金屬分子束外延的先驅和開拓者C.P.Flynn教授。在他們優秀的團隊里，在這些名師能士的指導及影響下，他除了受到很好的研究訓練，更重要的是大大提升了其研究的學術品位。楊教授是個科學“有心人”，他不僅僅要知道怎樣做研究，更致力於用心領會如何做好研究。提升學術品位，就是從研究起點上占領有利位置，楊國偉教授擁有做好研究的“心”和實力，所以能在物理研究大浪潮中探幽索微，披沙揀金。
“中大老師能夠自如地在這裡做學術”
黃達人校長在多次講話中，提到他作為中山大學校長的願望：營造寬鬆自由的氛圍，讓中大教師在這裡自如地工作和生活。楊國偉教授對此感觸很深，從來到中大至今，他始終感受到這種寬鬆自由的氛圍，讓他不禁感嘆：中大老師能夠自如地在這裡做學術。2002年8月，楊國偉教授入選中山大學“百人計畫”，帶著他的一支高水平創新研究團隊來到中大繼續開展研究工作。楊教授所在的材料物理與化學學科是中山大學重中之重的發展學科，近幾年來，中大傾力打造三個國家級創新研究平台，首要打造的是在光電材料與技術國家重點實驗室基礎上建設的國家級的 “光電及功能複合材料研究平台”，而楊教授既是前者國家重點實驗室的固定研究員，又被聘為後者研究平台一級項目“光電納米材料與結構及相關器件技術”的首席科學家。去年，楊教授開始擔任納米技術研究中心主任，在中山大學物理研究平台上扮演著舉足輕重的角色。
這位曾到德國、法國進行短期合作研究，和香港、北京高校研究中心有著緊密交流的研究者，認為中大注重建設高水平大公共平台的特色很適合中大理工學院的發展。中山大學光電材料與技術國家重點實驗室近年來著力建設了一系列高水平、在國內外享有學術聲譽的公共研究平台如微－納加工技術平台和超快雷射光譜平台等。楊教授說，中大理工學院的獨立研究組數量較多，但是每個組的規模較小，科研經費往往無法滿足實際需求，所以，學校在有限的學術科研經費條件下，多投入於建立高水準的公共平台，能最大程度地解決這些獨立研究組面臨的設備經費問題而保障了科研工作的順利進行，同時也維護了各個研究團隊的學術自由。
在納米技術研究中心裡，楊國偉教授施行的是“無為而治”，實際上，是他也在營造一種寬鬆自由的學術氛圍，他希望做研究的人都能保持一顆平和的心，成功無法計畫出來，要追求的是“水到渠成，不須預慮”。“中心只是一個很大的框，統一大家的研究方向，只要研究人員方向不偏離，就可以在這個框裡隨心填塗，中心不會硬性規定各個研究組一個時間內必須出成果，但是我們的信念都很一致，只要沿著一個正確的方向用心做，就會有機會，有突破。所以，中心定的目標是未來3－5年內能夠出來標誌性的成果。”
