CAREER奖是美国国家科学基金会最负盛名的奖项之一，旨在支持那些在研究和教育领域中表现杰出的初级教师，他们展现出了成为学术榜样的潜力，并有能力引领其所在院系或组织实现使命。每年，全美大约会颁发500个CAREER奖。

在CAREER奖的资助下，Yang教授的实验室将开始研究氧化铪晶体（Hf02）的复杂原子振动。这种振动使得材料具有非同寻常的物理特性，物理学家和工程师正在探索这种特性，以便在未来设计出更节能的计算机。

Yang说：“我很荣幸可以获得美国国家科学基金会CAREER奖。这真的非常令人振奋，因为这个奖项将支持我们小组的研究工作，激励我们继续探究在块状氧化铪晶体中发现的特殊电性能的微观起源......这是非常关键的一步，因为研究这种具有重要科学意义的材料，有助于释放它的潜力。”

氧化铪晶体是一组被称为铁电体的量子材料的一部分。铁电体因表现出自发的内部电荷或极化而受到关注，当暴露于外部电压源（如电池）时，这种电荷或极化可以被切换。

Yang教授表示，这种材料的电极化为当今二氧化硅计算机芯片的电压要求提供了一种可能的替代方案，有望推动超低功耗微电子技术的发展，并突破摩尔定律的极限。在20世纪60年代，英特尔公司的联合创始人Gordon Moore预言，计算机微芯片上的晶体管数量将每两年翻一番，从而推动计算机性能和小型化的速度。

Yang说：“这是一个很有前景的领域，但是关于这种材料是如何产生铁电性的，仍有很多不清楚的地方，这一直阻碍了氧化铪设备的发展。我们的目标是，通过描述这些晶体中的原子振动原理来填补这方面的知识空白。这些振动对材料的铁电性起着至关重要的作用。”

为了开展深入研究，Yang的团队正探索携带氧化铪单块晶体且自然振动的声子粒子的活动。Yang的团队将在橡树岭国家实验室、NIST中子研究中心等最先进的研究场所内，应用中子散射技术来研究这种振动活动。

该项目的最终目标是进一步推动当前科学界对氧化铪的铁电材料的认知，并推动合成和制造未来能够投入使用的铁电量子新材料。

该项目还将把研究活动与各个阶段（幼儿园至中小学生、本科生和研究生）的教育结合起来，培养下一代的物理学家和材料科学家。Yang教授与自由科学中心、富兰克林矿物博物馆、罗格斯大学和本地高中开展合作，开发了“天然矿物和量子材料”教育项目，为K-12教育阶段的学生提供学习机会。