紧接着 ， 根据上世纪60年代获得诺贝尔奖的Mott教授曾提出的BCS激子凝聚 ， 杜灵杰猜测新型的量子自旋霍尔态可能来自于BCS激子凝聚这一现象中 。
但当时还尚未有人在实验中观测到激子凝聚 ， 这对杜灵杰来说是一大难题 。
但杜灵杰毫不畏惧困难 ， 在铟砷镓碲量子阱中进行了一系列的实验测量 ， 成功观测到激子凝聚的实验现象 。
最终在与光学及理论团队成员的合作中首次提供了两维激子凝聚存在的证据 。
针对发现的激子凝聚 ， 杜灵杰继续开展深入研究 ， 无意间观测到拓扑边缘态环绕着激子绝缘态 。
这一发现证明了激子态具有拓扑性质 ， 并成功解释了之前发现的破缺时间反演对称量子自旋霍尔效应 。
发现拓扑激子绝缘态时杜灵杰正在进行精确量子化平台的研究 ， 得到的结果一直无法用理论解释 。
他一直尝试解决这个问题 ， 他说：“我研究了三年 ， 十分的煎熬 ， 那段时间像在黑夜中前行 。 ”
他一直没有放弃 ， 对科学的热爱和兴趣支撑他摆脱泥泞 ， 在黑夜中前行 。
最终在导师杜瑞瑞教授的鼓励和帮助下 ， 杜灵杰意外发现了新物态：拓扑激子绝缘态 。
此前有人用理论预测过拓扑激子绝缘态 ， 但杜灵杰的发现使预测成为了现实 。
论文审稿人评价道：“拓扑激子绝缘态的实验发现有着极大的物理意义 。 ”
研究过程中杜灵杰的研究工作实现了多个国际首次 。
这些发现为基础物理和相关应用的发展带来了深远影响 。
杜灵杰在基础物理领域取得巨大突破和创新成果 ， 他同样关注物理运用的研究 。
当下拓扑系统需要依托天然材料 ， 杜灵杰意识到可以利用半导体电子人工晶格将拓扑物理和应用相结合 。
在哥伦比亚大学就读博士后期间 ， 杜灵杰和Pinczuk教授合作实现了半导体人工石墨烯的量子模型 。
之后还自己发展了一套新的纳米制造工艺 。
这些实验成果为半导体人工晶格这个新平台实现对不同拓扑结构和新型电子态的量子模拟奠定了基础 。
杜灵杰做出大胆想象：“如果在可集成的半导体人工晶格上实现超导 ， 那将使半导体工业发生翻天覆地的变化 。 ”
杜灵杰说：“晶格和能带是现代半导体工业的基础 ， 能带的调控对半导体工业意义重大 。 之前大部分材料的晶格都是天然的 ， 现在我们可以通过半导体电子人工晶格自己创造晶格 ， 有些甚至是自然界中不存在的 ， 从而达到能带调控的目的 ， 更好的满足需求 ， 实现特定的电子性质 。 ”
从莱斯大学到哥伦比亚大学 ， 杜灵杰从实验的电学研究转为实验的光学研究 。
有人问他：“电学做得那么成功 ， 为什么要重新选择做光学？”
杜灵杰淡然回答：“要趁年轻做更多的事 ， 让自己的视野变得开阔 。 世界很大 ， 视野开阔才能走向更大的世界 。 ”
杜灵杰屡次在半导体领域作出突破 ， 此时的他已经是美国半导体界的风云人物 。
美国非常重视杜灵杰 ， 为他开出了丰厚的条件想把他留在美国 。
但杜灵杰知道中国在半导体领域比较薄弱 ， 当时中美芯片之争十分激烈 。
已经学得先进知识的杜灵杰说：“这个时候怎么能留在美国呢？”
他拒绝了美国企业开出的百万年薪和优质待遇 ， 决定回国奉献自己的力量 。
回国后的杜灵杰回忆道：
“当年回来的时候也遭到了美国的阻拦 ， 好几个企业都开出了惊人的薪酬 ， 承诺为我研究的项目投资 。 但我心里明白 ， 祖国需要我 ， 我出国学习就是为了有朝一日可以报效祖国 。 ”
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