都有为

磁学和磁性材料专家，南京大学物理系教授，中国科学院院士。1936年10月生于浙江杭州，1957年毕业于南京大学物理系，留校任教。长期从事磁学和磁性材料的教学和研究，在锰钙钛矿化合物的大磁熵变效应、锰钙钛矿化合物小颗粒体系中的隧道磁电阻效应、磁性纳米颗粒的小尺寸效应和表面效应以及巨磁电阻效应、磁光效应、反常霍尔效应和颗粒薄膜微结构的依赖性等方面取得了重要成果。2005年当选中国科学院院士。2007年获李科技进步奖。

90年代初，大家都在做实验。

1987年夏天，杜有为在美国约翰·霍普金斯大学校园里与他的研究合作者邱、合影。

1963年4月，第一届全国磁学与磁性材料学术会议召开，全国首批开设磁学专业的五所高校的老师在无锡太湖合影留念。

在杭州西湖边的毛家埠，一座黑瓦白墙的古色古香的房子相当醒目。这是对公众开放的杜金生故居。

爱国实业家杜金生曾编织了中国第一幅丝绸山水画《九水十八河》，创造了杭州丝绸业的辉煌。

鲜为人知的是，这座古宅里涌现出了一位杰出的科学家，他为中国磁学和磁性材料带来了一系列开创性的研究成果，在铁氧体和锰钙钛矿化合物的大磁熵变效应、颗粒薄膜的巨磁电阻效应等研究中发挥了重要作用。

南京大学物理系教授，中国科学院院士。

杜有为，1936年10月生于浙江杭州。他出生后不久，他的家庭就被日本的侵略给毁了。在艰苦的环境下，他不懈努力，克服了许多困难，利用一切机会勤奋学习，先后完成了中小学学业，考取了南京大学物理系，之后走上了磁性相伴的人生之路。

受家庭风格的影响，我从小就喜欢读书

杜有为出生在一个小康家庭。

二哥杜金生在毛家埠的家里办了一家有一定规模的丝绸厂，有两栋两层楼，一栋大房子。当时，杜的家被当地人称为“墙内”。

杜金生还出资建立了毛家埠小学，让邻区的孩子可以免费读书。

1937年12月，侵华日军攻占杭州，全家被日军洗劫一空，全家四处避难。局势稳定后，杜金生因民族气节，不愿担任日伪杭州总商会会长。繁荣的丝绸厂倒闭了，他的家族从此衰落了。杜金生也因为努力而英年早逝。

一次家庭事故后，成年子女外出寻求发展，而杜幼伟及其父母和其他年轻的兄弟姐妹则留在毛家埠旧居。

父亲年迈多病，兄弟姐妹众多，都是靠母亲在里外忙碌。

家里四亩茶园被收回后，母亲带着家人收茶、炒茶、卖茶贴补家用；此外，还租了十多亩地耕种，为全家提供了衣食。

虽然情况不好，但到了该读书的时候，杜家还是尽量让孩子上学，就像家里正房的对联上说的那样，“子孙有才，家大”。

杜家有一个书房，里面藏书丰富，包括古今中外的小说等小说类书籍。

因为爸爸爱看书，所以我家也有一个趋势——大家有空都去书房看书。

你们都喜欢在上学或读书之前和姐姐一起去学习。

有时候他很调皮，把书房里的化学试剂拿出来，倒着玩，把水银画在铜球表面，拿到太阳底下看银光。

后来上学了，渐渐喜欢上了书房里看书，就像哥哥姐姐一样。

杜家的孩子因为读书多，在邻居眼里孝顺懂事有礼貌。

不要放弃，变得执着于磁性

1947年，杜有为进入杭州市立中学中学学习。

当时，杭州市立中学位于金沙港，离月坟近，离家远。

因为家里经济条件不好，没有条件在学校生活，所以他们每天只能步行一个多小时。

在学校，你接触了更多进步的书籍和报纸。在语文老师袁的影响下，他的思想认识也有了很大的提高，对国家和民族的感情也更深了。

1950年7月初中毕业后，杜有为没能顺利进入杭州高级中学。

但他没有放弃。他在家工作，自学。第二年2月，他通过了考试，进入了学校。

谁知短短一年，又因为家庭变故而辍学。

在家工作期间，你没有把书落下，一直想着回去上课。

半年后，我入读了杭州私立文综中学，直接上了高三。高中学业结束后，在物理老师的建议下，我参加了高考，进入了南京大学物理系。

考入南京大学后，他没有放松学业，而是更加努力地学习。在、魏荣珏、程、鲍家善、徐公耦、、周等学术大师的影响下，他逐渐显示出对物理现象和规律认识的优势。

当时很多课程没有教材，有的老师自己编讲义，也没有多余的纸印出来分发给学生。因此，每个人都不得不在课堂上拼命记笔记。

那时，每个人主要靠经济援助生活。有时候，学生放假回家，他就呆在学校看书。

除了学习专业课程，他还着迷于阅读文学作品，如《钢铁是如何制造的》、《战争与和平》等。

1956年，南京大学物理系开设磁学专业，研究苏联模式，成立教研室。微波物理学家鲍家山被任命为磁学教研室首任主任。当时翟鸿儒、蔡璐格、胡宏全等人参与了筹备。

他们都成了磁学专业的第一批学生。他们的毕业论文是包家山指导的，从此他们开始对磁性产生了依恋。

1957年，杜有为大学毕业后留校，在物理系当助教。

此后，尽管时代风风雨雨，他始终没有离开磁学，最终成立了自己的磁学研究小组，为我国磁学和磁性材料研究做出了突出贡献。

白手起家，成为“破王”

留校不久，就像那个时代的所有知识分子一样，中断教学科研，到基层参加劳动锻炼。

当时，科学研究和学术活动仍断断续续。

1963年4月，由中国电子学会和中国物理学会联合举办的第一届全国磁学和磁性材料会议在江苏无锡召开。来自全国高校、科研院所、企业等65家机构的114名代表出席会议，提交论文85篇。

会后，全国首批开设磁学专业的五所高校的老师们齐聚一堂，在太湖之滨的李花园合影留念。北京大学中国磁学创始人叶、山东大学等参加了会见。

充满希望的磁学研究始于一个地下室。自1972年工农兵学生入校以来，南京大学逐步恢复了教学秩序。

当时物理系在北大楼地下室有一个实验室，是磁学教研室共用的，面积约30平方米，但里面除了几个简单的高温炉空外什么都没有，根本没钱买设备。

杜佑威和同事卢怀贤成立了“垃圾大王”，专门去化学系的走廊捡废弃的瓶罐罐，带回实验室，用化学方法制备磁性粒子样品。

他们也制造自己的测量仪器。实验室冬天在冷夏很热，甚至黄梅天穿着雨靴在实验室工作...

正是在这种艰难的条件下，他们从零开始——磁记录粒子、永磁粉等各种样品相继从“地球”设备中释放出来，每年有两篇论文发表在当时国内物理领域的最高学术期刊《物理学报》上。

服务基层解决企业燃眉之急

“文化大革命”后，分秒必争。

除了科研，他还积极参与江苏省磁性材料生产，为企业提供免费服务，提高产品质量，解决了永磁铁氧体干压取向成型中磁粉在磁场中取向度提高的问题。

1982年，生产扬声器、微电机用永磁铁氧体产品的浙江诸暨磁性材料厂，因技术力量薄弱、质量低劣，濒临破产。

有一次，工厂偶然看到了杜有为写的两篇文章《永磁铁氧体技术进展》和《永磁铁氧体基础研究》，受到了启发。

为此，厂长沈乃宣专程到南京大学，请杜有为担任工厂的技术顾问。

当年9月第一次来诸暨工厂后，杜幼伟在不影响学校教学科研任务的情况下，7次到工厂讲课，课后帮助技术骨干，解答员工提出的问题。

除了讲课，他还多次给诸暨工厂送去讲座和资料，一年多来陆续给工厂写了几十封信，不厌其烦地解答各种技术问题，提出注意事项。

在普遍提高员工技术素质的基础上，他还帮助工厂组建了研究团队，后来又推荐南京盛工程师参与技术工作，把“提高钡铁氧体磁能产品”作为突破口，把改造旧设备作为提高产品质量的关键。

经过一年多的努力，1983年12月，诸暨工厂通过了磁能产品研究项目的技术鉴定。此后，工厂因产品质量提升重新打开市场，半年利润27万元，出口产品7种。

1984年，《光明日报》、《浙江日报》、《新华日报》等媒体相继对此进行了报道。

2021年4月7日，杜有为重访诸暨工厂。

当年差点倒闭的工厂早已做强做大，永磁铁氧体粉产量居全国第一，年产值超5亿元。

立足前沿，开展高温超导氧化物研究

1985年底，杜有为参加中美凝聚态物理合作项目，以访问学者身份赴约翰·霍普金斯大学学习。

1986年初，恰逢高温超导氧化物材料研究兴起，两人与NTU校友、约翰·霍普金斯大学国际学生肖钢讨论了如何制备高温超导氧化物样品。

当时提出了用3d过渡元素替代铜用于高温超导化合物钇钡铜氧化物的研究方向，与肖钢合作完成的论文发表在美国《物理评论B》上，为理解高温超导机理和进一步开展高温超导材料实验提供了启示。截至目前，已被SCI论文引用414篇。

当时大家都敏锐地意识到这是一个非常重要的研究方向，于是就向他们的合作导师、从事穆斯堡尔效应的专家沃克教授提出了开展高温超导材料研究的建议。

沃克教授欣然接受，并请两位博士生邱、与杜有为一起进行相关研究。

杜佑威和他们用磁性稀土离子钆代替Y离子，用微量铁同位素57Fe代替铜作为探针元素，利用穆斯堡尔谱研究高温超导体中的磁有序性，是一个新的研究方向。

实验结果表明，反铁磁有序与超导共存，与本世纪初提出的相分离机制相一致，为理解高温超导氧化物的超导机制提供了实验启示。

在美国的三年里，他们与其他研究人员合作，发表了20多篇论文，被SCI期刊引用830多次。

一路攀爬，捡了很多水果

1988年底回国后，他们都放弃了国外对高温超导材料的研究，回到磁学和磁性材料领域开展磁性超细粒子的研究。

回到南京大学的实验室，还是和穷白一样。

然而，在这样的条件下，他们都在磁性液体的研究和应用、高密度磁记录材料、金属和氧化物超细颗粒的研究和性能等方面领导了团队。，为纳米材料的进一步研究奠定了基础，积累了丰富的经验。

1992年，随着磁性纳米材料研究经验和成果的积累，他们成功获得国家“八五”计划“纳米材料科学”项目，中国科学院上海硅酸盐研究所严东生院士、南京大学冯端院士担任项目首席科学家。

以此为契机，杜有为带领磁性课题组在全球较早启动纳米材料磁性的研究，承担了多项国家、省部级科研项目，购置了多种纳米材料合成和性能测试设备，使课题组的科研工作条件发生了质的飞跃，取得了一系列创新性的研究成果。

1995年，中国科学院固体物理研究所研究员张立德、杜有为共同担任“九五”期间“纳米材料科学”的首席科学家；1999年，杜有为获得“973”项目“纳米材料与纳米结构”的“08子项目”。

随着科研条件的逐步改善，团队的研究不断发展和深化，研究方向延伸到纳米磁性的各个领域。先后开展了C60、纳米螺旋碳管、石墨烯、纳米粒子、纳米线、颗粒薄膜、纳米微晶等纳米材料的磁性研究，开展了类钙钛矿氧化物、纳米结构材料和合金材料的巨磁电阻效应、磁热效应、磁弹性效应和磁致伸缩效应的研究工作。我国对颗粒薄膜的磁光效应、磁阻效应和反常霍尔效应的研究开展较早，随后进入自旋电子学领域，并开展了半金属和稀磁半导体材料的研究，取得了一系列创新成果。

开拓创新，突破钙钛矿化合物研究

开拓新的研究方向和领域一直是科学家追求的目标。

20世纪90年代，钙钛矿化合物巨磁电阻效应的发现，掀起了继高温超导氧化物之后国内外新的研究热潮。

此前，杜有为安排学生做铁氧体磁熵变的研究，在调节居里温度和磁熵变方面存在一些矛盾。这时，他也注意到钙钛矿化合物的居里温度很容易通过离子取代来调控，于是，杜有为安排学生郭再冰博士论文的研究工作从永磁铁氧体转变为“钙钛矿化合物的磁熵变”。

幸运的是，在第一次实验中发现了与金属钆相当的高磁熵变效应，为钙钛矿化合物开辟了新的研究方向。研究成果迅速发表在国际知名的《物理评论快报》上，引起了国内外同行的广泛关注。迄今为止，它们已被631篇SCI论文引用。

在磁学领域权威丛书《磁性材料手册》第4卷第12章中，介绍了杜有为科研组的论文作为钙钛矿复合磁制冷制冷剂的代表作，肯定了他们在发展该领域的贡献。钙钛矿氧化物被列为一种新型高温磁制冷制冷剂。

著名磁性科学家Coey在发表《物理学进展》时引用了这篇文章，并指出:“锰钙钛矿的磁熵变在中等磁场下可与钆在室温附近等效，其居里温度可通过成分调节，化学稳定性好且价格便宜，使混合价锰钙钛矿氧化物成为一种在宽温度范围内有趣的磁性制冷剂。”

磁熵变效应是磁制冷材料最重要的特性，是新型高温磁制冷机实际应用的关键之一。一旦高温磁制冷机得到广泛应用和研究，将引发一场工业革命。这就是这些基础研究者的研究动机。

除了组织科研团队对钙钛矿化合物的磁熵变进行系统研究外，他们都将研究领域拓展到了金属、合金和半金属材料，希望通过不懈的努力，最终将高温磁制冷机投入实际使用。

在研究钙钛矿巨磁电阻效应时，当时研究的温度范围接近居里温度和金属/绝缘体的转变点。研究的样品多为大晶粒多晶，磁电阻效应的峰值仅出现在居里温度附近。

受杜甫指导的博士生张宁主要研究了晶粒尺寸减小到纳米尺度对钙钛矿巨磁电阻效应的影响，发现在居里温度附近，除了本征巨磁电阻效应外，低温下还会出现由晶粒间隧道效应引起的隧道磁电阻。

这一创新发现发表在《物理评论B》上，至今已被322篇SCI论文引用。大多数论文将其作为小粒子系统的典型实验结果，晶界隧穿模型被列为两种代表性理论之一。

在对多晶铁酸锌磁电阻效应的研究中，博士生陈鹏出人意料地发现了室温下的巨磁电阻效应。

所有人都提出可以用具有反铁磁耦合层的隧穿物理模型来解释。后来，他用高分辨率电子显微镜观察和交换偏场测量证实了这一机制的正确性。

这一成果发表在《物理评论快报》上，至今已被85篇SCI论文引用。这项工作被推荐为2002年国际磁学会议的邀请报告。

2004年，杜有为以其研究成果“新型氧化物磁性制冷剂和隧道磁阻材料”获得国家自然科学奖二等奖。

老式的，关注自旋电子学

近年来，你一直在关注一门学科——自旋电子学，这是纳米结构材料研究中一门全新的学科。

过去，电子学研究只考虑电荷，而不考虑自旋。现在，人们发现电子的自旋特性也可以用于信息存储。

因此，在纳米结构材料的电子输运过程中，不仅要考虑电荷，还要考虑自旋，从而发展出一门新的自旋电子学交叉学科。

他们都在上大学的时候刚刚赶上南京大学的计算机教研组，需要存储设备。当时磁学组安排了几个学生制作磁性材料储存，其中就有全部。

通过这几年的观察和分析，游友伟认为，中国要想在芯片上实现“自由”甚至赶超世界先进水平，除了加大对半导体芯片产业的投入之外，自旋芯片也是一条新路子。

因此，大家都非常重视自旋芯片的研究和应用。

2009年，他通过中科院向国家有关部门提交报告，希望自旋芯片的研究和产业化发展能够得到重视；2013年底，他通过院士建议再次提交报告，希望国家层面重视自旋芯片，以实现半导体芯片的超车，彻底解决“卡脖子”问题；同时，他还自告奋勇充当“活页夹”。他通过自己的影响力和努力，促进了国内相关企业、企业和高校之间的关联，加强了自旋芯片的研发和应用。

虽然已经步入老年，但杜有为仍然活跃在磁学和磁性材料研究的第一线，致力于中国磁性事业的发展。

自1957年大学毕业以来，他始终与国家60年科技发展产生共鸣，自强不息、自主创新的精神始终贯穿在他的奋斗历程中...