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《闻雁集》篇二十:沈亮
本站小编 Free考研考试/2024-12-22
左侧图片选自林风眠画作《芦雁》
右侧书法由中国科学院院士、吉林大学原校长周其凤题写
“闻雁”两字选自唐代诗人韦应物创作的五绝《闻雁》
为有源头活水来
沈亮
值此吉林大学研究生院建院四十周年之际,作为青年教师的一员,非常荣幸收到张希校长的邀请,有机会在《闻雁集》中留下自己与吉林大学的故事。张校长叮嘱我,真情实感第一,文笔文采第二。我的回答是,源于内心的感受,已跃然纸上。
一、立志电子,广泛学习
2000年9月,我如愿来到了吉林大学电子工程系,开始了求学之路。为什么是如愿?因为在1997年7月,我有幸来到电子工程系参观,见到了高鼎三院士。高先生给我们讲了他的求学之路,还有他和半导体的故事,原来新中国第一支锗大功率整流器、三极管,都是在吉林大学率先研制成功的。我还被那些精巧的却能发挥重要作用的半导体器件深深吸引,立志以后要从事半导体这个行业。我的本科时光,都在前卫北区度过,熟悉那里的一草一木。我们那一级,只有微电子、电子科学与技术、电子信息科学与技术三个专业。没有分成小班,一共160多人。一个大的阶梯教室就可以容纳我们所有人,从大一到大三,我们几乎都在一起上课,每日往返于北区的新楼、理化楼、外语楼。因此,虽然我们专业不同,但是彼此都很熟悉,毕业这么多年大家还都保持联系。本科阶段,我们要学习的知识很多,我想,直到今天,才能更合理地解释其中的道理:电子信息是交叉学科,既需要固本强基,又要与时俱进;广泛学习物理、化学、材料、信息等多学科的理论知识,同时实验课程也都是紧跟着理论课开设。大学四年,虽然学习任务很重,但是我每天都过得很充实,牢固的知识基础使我在后来的科研路上非常受益。
图1 2004年6月,电子学院2004届本科毕业生合影(沈亮,后数第二排第十四)
最早接触科学研究是在2002年,我报名了“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛,在张彤教授指导下,开展硅基微加热板的设计和模拟。我完成的工作是设计微结构气敏传感器,分析表面状态温度分布并进行稳态模拟。从学习书本知识到运用知识设计微加热板,几乎占用了那个学期我所有的课余时间。直到今天我还记得张彤老师的话:做研究要一条逻辑主线贯通始终,把这根主线的各个细节做稳做好。因此,本科时期的科研训练,锻炼思维方式和思考能力是关键所在,这对我日后研究生阶段有的放矢地学习和科研起到了重要作用。
2003年9月,我获得了免试保送研究生的资格。我们那一级,可以选择去外校或者科研院所免试读研。我当时觉得本校老师我都比较熟悉,又征求了陈希贵、孙长轮两位老师的意见,就在一个周六的上午,见到了后来成为我导师的陈维友教授。陈老师当时主要从事光电子器件的计算机辅助设计工作,已经出版了3本专著,是国内较早开展光电子器件仿真的****之一。陈老师得知我的来意后,笑着让我坐下,和我聊了起来。十几分钟的谈话,我了解到科研活动首先要聚焦一个领域,发现其中的核心科学问题,开展调研,摸清楚现在这个问题已经解决到什么程度,然后基于你已有的知识,提出创新性的解决思路和方案,在实验中不断发现问题,解决问题。陈老师还强调,要“大胆假设,小心求证”,“科研要执着加上灵活”。这些话从20年前我第一次听到,就一直指导着我的学习和科研,我又将它传承于指导我自己的研究生。
图2 陈维友老师在组会中听取学生们的科研进展汇报
二、不断汲取,全心投入
2004年研究生入学后,我开始参加课题组每周一次的组会。陈老师经常强调提高认知需要经历“博学、审问、慎思、明辨、笃行”的过程,这些文字现在依然贴在我们实验室的墙上,也早已镌刻在我的心里。有一次,在师兄师姐汇报结束后,陈老师给我们做了一场关于利用新型光伏电池解决能源危机的科普报告,并让我下周针对新型光伏电池作一次文献调研报告。接下来的一周,我在图书馆查阅了上百篇文献,经过系统分类,发现当时前沿研究主要集中在染料敏化电池、有机光伏电池和量子点电池。经过陈维友老师和徐宝琨老师的科学论证和综合分析,最终选择了可溶液法加工的聚合物电池作为我的研究方向,这个领域直到今天依然是研究热点。20年前的科研硬件条件远没有现在这样齐备,我当时经常遇到的问题是测试仪器无法满足实验要求。陈老师帮我联系中国科学院长春光机所、应化所和吉林大学物理学院、化学学院的老师,经常借助他们已有的材料和设备,以合作的方式开展研究。同时,也经常邀请光伏领域的专家们来课题组,我和郭文滨师兄会提前准备好问题,珍惜宝贵的机会与老师们深入系统地交流。因此,在研究生时代,广泛的学术合作理念就深深地在我心中扎根,多年来和很多老师和同学在学术交流与合作过程中也成为了挚友。同时,陈老师经常鼓励我们去参加学术会议并作报告,回来后给全组作汇报,分享参会心得和科研感悟。在当时,能够有机会出去开会,开拓视野,是我们这些研究生们的期待。这种培养方式在一定程度上也激励了我们要开展更多的实验,进而能够在会议上分享自己的创新成果。
图3 2009年沈亮获得博士学位后在实验室的照片
2009年7月,我博士毕业后留校成为一名大学教师,继续开展高效率光伏电池的研究。我当时思考的问题是,作为一位半导体物理背景的科研工作者,如何能在这个材料主导的领域,通过自己的特色工作,占据一席之地。我偶尔翻看书架上陈维友老师新出版的一本书,发现如果利用光学单元设计器件结构,可以增加光伏材料的吸光效率,进而提升电池的能量转化效率,这是一个我们电子人擅长并且可能为光伏领域做贡献的新思路。我当时如获至宝,感觉自己的科研道路就像我的名字“亮”一样充满“light”。接下来的日子里,我带着几个师弟师妹,开始了基于光学微腔、表面等离子体、光子晶体这些光学结构提升光伏电池效率的研究。利用光学理论指导实验,又在实验中发现新的物理机制,真切体会到了“在实践中学,在学中实践”这个辩证统一的过程。几年下来,发表了一系列的原创成果,也相继获得了国家自然科学基金青年基金、青年面上连续项目的支持。现在,每到组会时,我也经常用这件事激励我的学生,尤其当他们陷入迷茫找不到研究方向的时候,鼓励他们常去图书馆翻看书籍,那里面有很多很好的技术,通过跨领域的交叉融合,就有可能产生一个新的创新思想。每次参加学术会议,我也会饶有兴趣地带学生们听其他会场专家们的报告,让他们和不同学科背景的老师和同学交流,和自己已经掌握的知识相互碰撞,期待产生新的思路,我想这就是通过学科交叉获得新知识的源泉和快乐吧。
图4 沈亮在博士后期间,深夜做实验的情景
三、团队齐心,师生共进
2014年,我已经是副教授,但是感觉学术研究进入到了一个瓶颈期,始终没有大的科研突破。为了提升国际视野,经过陈维友老师和孙洪波老师的推荐,作为学校“金种子计划”派出的第一位电子学院老师,我来到了美国内布拉斯加大学林肯分校,在黄劲松老师课题组开展合作研究。“金种子计划”是吉林大学针对各学科人才在不同发展阶段的特点所设计的“一主五辅”人才体系中的一项。学校出资派青年教师去国境外一流高校和科研院所从事科学研究。一方面学习新知识,一方面思考新方向。这期间学校会给予相应的政策支持和鼓励。临行前,孙洪波老师找我谈话,语重心长地对我说:“东北高校引人难,我们得培养你们这些有潜力的年轻教师。你出去后,要不怕苦不怕累,要学到一身过硬的本领,才能回来!”到美国后,我开始从事光电探测器的研究工作。开始的两次组会汇报,黄老师听完后眉头紧锁。有一天,他把我叫到办公室,和我深谈起来,鼓励我立志做该领域领跑者,要关注核心物理问题,面向应用场景选择新材料,提出新机理,实现高性能,做出世界上最好的探测器。之后,我就一头扎进了实验室,和同事们一起没日没夜地工作。我记得当时在美国的两年多时间,几乎没有在晚上12点前离开过实验室,周围的同事们也都非常有冲劲儿,每天关注和讨论的都是世界顶尖的几个课题组的进展,以及我们和他们相比的优势,争分夺秒地抢进度、占先机。在国外的那段学习时间,我们相继做出了探测谱段可调、超快响应速度的新型探测器。孙洪波老师在美国作高访****期间,还专程来实验室看我,当了解到我换了一个新方向并且取得不错的进展后,非常高兴地说:“希望你这颗金种子早日发芽。”回国后,学校破格晋升我为教授、博士生导师,继续开展新型光电探测和辐射探测的研究工作。现在,我特别感谢学校和学院的政策,让年轻老师可以没有后顾之忧地在世界一流的课题组开展研究,打开国际视野,把握世界科技前沿。同时,我觉得对于青年教师,要勇于改变,勇于创新,勇于挑战自己。选择一条充满挑战的新路,大胆尝试,付出你的全部时间和精力,通过不断地交流与实践,做这个领域的领跑者甚至开拓者,是一件快乐并且一生受益的事儿。
图5 2023年6月,沈亮(中间)和他的博士、硕士毕业生的合影
2017年,我开始独立招收博士研究生。每周1-2次组会,几乎每天都和他们进行学术讨论,关注和把握前沿动态。刚进组的研究生,我会先给他们一个相对简单、可以预期结果的课题,一般在6-10个月内可以完成,这期间也要作到对仪器设备的熟练操作,材料和器件测试手段和分析的掌握,从而增强他们独立开展科研活动的信心。接下来的时间,我开始和他们开展讨论式的科研,给他们设计相对前沿的课题,里面有很多未知的问题亟待解决。我会尽可能给组里的学生们创造出去开会交流的机会,也会邀请同行专家来院指导,让学生们在浓厚的科研氛围中相互启发,博观约取。同时,也鼓励他们以负责人的身份,申请一些为研究生设立的科研项目。经费虽然不多,但是从中锻炼和培养他们申请项目和完成项目的能力,为以后独立开展科研做准备。一路走来,我的学生们和我的科学研究理念高度一致,就是面向国家需求,解决重要科学问题。有一次,我在实验室门口,听到我的博士研究生马尧对一位新进组的硕士研究生说:“你做什么不重要,做出来的东西国家需要,才最重要!”我听后非常欣慰,觉得这是我作为研究生导师,立德树人和科教融合培养人才的最好体现。现在我和研究生们形成了一个共识,就是把握好自己的科研核心,打开格局,广泛开展合作研究,让全世界的科研团队、科研仪器都成为我们科学研究的组成部分,做出标志性的原创成果。经过多年的耕耘,学生们也取得了不错的成绩,在重要国际学术期刊发表成果,刘君实和姜继忠获得吉林大学“十佳研究生”的称号,多人获得中国电子学会“优硕”、吉林大学“优博”和“优硕”等荣誉,就职于高校、科研院所和高新技术企业。
图6 对学生们的毕业寄语:一日归属吉大,一生念念不忘
自从负责学院研究生培养和国际合作交流的管理工作以来,如何拓宽研究生的国际视野,提升他们的学术竞争力,是我的工作重心,更是学院一流学科建设的重要组成部分。近几年,卢革宇老师、张宇老师和我,分别带领研究生去国境外的著名高校,召开以研究生学术报告为主的双边会议,取得到了非常好的交流效果。学生们在台上全英文讲报告,教授们在台下听报告,双方以最快的方式了解彼此的科研方向和进展,既为研究生们毕业后提供了博士后的机会,又促成了双方教授间的国际合作。2024年8月5日,来自东京大学和九州大学的11位博士研究生,回访吉林大学,和我们的博士研究生们一起,通过双边学术研讨会进行了热烈地交流。总之,为研究生搭建国际化交流平台,可以助力研究生拓宽学术视野,活跃创新思维,对提升科研水平和实现高质量的培养具有重要意义。
图7 第一届中日大学研究生国际学术论坛(2024.08.05)
“路虽远,行者将至;事虽难,做则必成”。非常幸运,我能够来到吉林大学学习和工作,从事一个与我的兴趣和爱好,与教学、科研以及管理工作高度一致的职业。看到研究生们每天的成长进步,我无比欣慰。“问渠那得清如许,为有源头活水来”,作为一名吉大电子人,求实创新,励志图强,让我从不同领域、不同学科中汲取养料,面向国家需求,沿着新材料创制、新原理探索、新器件构建、新应用开发这条主线一直做下去,培养学生,培养自己,乐此不疲。
图8 获得首届一汽红旗教师优秀奖,沈亮(左二)与张希校长(左一)和其他领导、老师们的合影
沈亮,吉林大学教授,国家级青年人才计划入选者,吉林大学电子科学与工程学院副院长。分别于2004年和2009年在吉林大学获得学士和博士学位,导师是陈维友教授。2009年留校,2014-2016年在美国内布拉斯加大学林肯分校开展博士后研究工作,合作导师是Jinsong Huang教授。2016年破格晋升教授,博士生导师。曾获得吉林省科学技术奖自然科学一等奖,首届吉林大学-中国一汽红旗优秀教师奖,吉林省拔尖创新人才。主讲《数字电子技术基础》,《现代测试技术及应用》,作为主编和副主编出版教材2部。目前任《半导体学报》、《InfoMat》、《SmartMat》、《InfoScience》、《光子学报》、《激光与光电子学进展》期刊青年编委。主要研究方向是电子信息材料、器件与系统。