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开挂的人生从读博开始:​他在博士期间连发5篇Nature、Scie
作者:admin 发表时间:2023-01-12 [浏览量:2]
摘要:是新能源应用和纳米材料领域的领军人物。年仅四十余岁的他,已发表逾400篇高水平论文。据Google Scholar,截止本文撰写时,他发表的文章总。他的课题组培养了超过60名博士和博士后,其中40多位已成为教授。此外,崔屹教授还担任Nano Letters期刊副主编、美国

  是新能源应用和纳米材料领域的领军人物。年仅四十余岁的他,已发表逾400篇高水平论文。据Google Scholar,截止本文撰写时,他发表的文章总。他的课题组培养了超过60名博士和博士后,其中40多位已成为教授。此外,崔屹教授还担任Nano Letters期刊副主编、美国加州湾区光伏联盟联合主任,创建了生产硅负极高能锂电池的Amprius公司和生产雾霾过滤产品的4C Air公司。

  崔屹教授的过人锋芒早在博士师从哈佛大学纳米材料大咖Charles M. Lieber教授的博士期间就已显露。博士期间他发表了5篇Nature和Science顶刊论文,其中2篇一作,目前引用量均已上千,有的甚至高于5000次。这些论文的内容是什么?涉及什么领域?有何重大意义?本文就带读者们简读这些论文,品味牛人早期的科研成果。

  内容简介:2001年2月发表在Science上的这篇论文报道了单晶硅纳米线组装的三种电子元件:二极管、晶体管和逆变器。作者们利用激光辅助催化法生长单晶硅纳米线,并通过磷及硼掺杂分别制出n型和p型硅纳米线。当单根p型纳米线与n型纳米线接触在一点时,它们的接触点将形成一个接触式p-n结(图1A),展现出单向导电性(图1B)。因此,这两根相互交错的硅纳米线就形成了一个二极管。另外,通过调整接触点数量及连接方式,作者们利用硅纳米线还组装了单个纳米晶体管或纳米逆变器。

  图1. 由硅纳米线搭建的p-n结二极管。(A)标尺:2 µm;(B)中电流信号被人为放大了10倍。图源:Science。

  工作意义:本文出现之前,组装纳米电子元件的原料多是碳纳米管。然而,碳纳米管在合成时无法精准控制电学性质(如半导体态vs.导体态),限制了其应用可行性和便捷性。硅纳米线则不同,Lieber组在2000年已实现选择性合成具有不同掺杂类型的硅纳米线,为本文的开创性成果奠定了基础。利用纳米线搭建电子元件为设计、制造微型电路和电子产品提供了全新机遇。

  内容简介:2001年8月发表在Science上的这篇论文继续拓展了单晶硅纳米线的应用——从电子元件转移到了生物和化学物质检测领域。具体地,作者们观察到表面有氨基的硼掺杂硅纳米线之间自身电导率与pH值大小呈良好的线性关系。因此,该硅纳米线可作为一种质子检测器。这种线性响应行为的原理与纳米线表面电荷密度随pH变化有关。此外,表面上附着了生物素的纳米线可作为探测链霉亲和素(一种蛋白质)和Ca2+的感应装置。

  工作意义:硅纳米线表面的本征氧化层为其表面功能化提供了可能。这项特点是其他一维导电材料,如碳纳米管,所不具备的(至少在保证高电导率的前提下)。因此,本工作首次展示了硅纳米线的多样性在检测分析领域中的应用,达到了一物数用的效果。

  内容简介:在单晶硅纳米线电子元件一文发表后的近一个月以前,同组发表了本篇涉及InP纳米线的制备和应用的文章。激光辅助生长法制备的InP纳米线可通过Zn或Te掺杂分别形成p型和n型半导体。这些纳米线长度达数十微米,直径仅10 nm。两根n型和p型InP纳米线交叉重叠形成基于p-n结的二极管和场效应晶体管。此外,作者们还发现p-n结在2.5 V电压下能发出波峰在680 nm或820 nm的耀眼光,可能是当时最小的发光二极管了。

  工作意义:本工作属于本文介绍的第一篇工作的“加强版”,完整记录了InP纳米线的合成、表征与应用。本工作的立意与硅纳米线有相似之处,但内容更加完善,器件性能更加优异,并包含了之前未有报道的InP纳米线光电性质。考虑到两篇文章见刊时间非常接近,笔者推测它们应是同一时间段成文并投稿的。

  内容简介:本篇工作探究了InP纳米线A)光致发光性质的机理。实验结果表明InP的发光行为具有各向异性:当激发光的偏振方向与纳米线平行时,InP纳米线B);而当激发光的偏振方向与纳米线垂直时,InP纳米线C)。造成这种各向异性的原因是纳米线和周围基底的介电常数差异,而不是量子限域作用(quantumconfinement effect)。

  图3. InP纳米线形貌及其各向异性的光致发光行为。标尺:(A)5 µm;(B及C)3 µm。图源:Science。

  工作意义:本工作属于标准的机理探究工作,并且研究对象还是同组当时刚发表不久的InP纳米线。InP纳米线各向异性的光学行为不仅是第一次被报道,而且可用于制造感应偏正光的纳米光感元件、光开关或高分辨光探测器等。材料新+性质新+探究完备,可能这就是本工作能发Science的因素吧。

  内容简介:以p型硅纳米线和n型GaN纳米线为构建基元,通过溶液法搭建了基于二者的p-n结,并将它们整合在逻辑电路中,形成或门电路(图4A-C)、与门电路(图4D-F)、或非门电路(图4G-I),实现了简单的逻辑运算。

  图4. 由p-Si和n-GaN纳米线构建的逻辑电路。标尺:(A、D、G)1 µm。图源:Science。

  工作意义:本篇工作可谓Lieber组纳米线电子元件工作的集大成者之一。前面介绍的有关电子元件的工作侧重在单独元件,而本篇工作首次将纳米线结电子元件整合为了逻辑电路,并实现了简单的逻辑运算功能,极大地拓展了半导体纳米线的应用。

  博士研究生是决定人以后成就高低的一个分水岭。博士做得好了,很可能会决定你以后做得非常好。西方有一句谚语,那就是:优秀是一种习惯。你博士做得很出色,然后你就会一直做得好。

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