王立剛，2025年1月加入北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院，擔(dān)任特聘研究員、助理教授、課題組長、博士生導(dǎo)師，英國皇家學(xué)會(huì)牛頓國際學(xué)者，國家級(jí)海外青年人才。2019年博士畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，隨后在劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室（物理系）及瑞典皇家理工學(xué)院應(yīng)用物理系進(jìn)行了為期5年的博士后研究，以第一作者/通訊作者在Science，Sci. Adv.等期刊發(fā)表多篇研究論文。相關(guān)成果入選2019年科技部評(píng)選的 “中國科學(xué)十大進(jìn)展”，并被選入2020高考全國理綜Ⅱ卷試題。2025年初獲得“北京市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)（排名第六）”。
王立剛講授《微納加工技術(shù)與芯片制造》
一、叛逆與覺醒 科學(xué)夢(mèng)想的萌芽與跨學(xué)科蛻變
“其實(shí)小時(shí)候?qū)茖W(xué)的理解很懵懂，只是覺得科學(xué)家很酷。"王立剛笑著回憶，"就像每個(gè)孩子都曾夢(mèng)想成為牛頓、愛因斯坦那樣改變世界的人，或是像錢學(xué)森那樣學(xué)貫中西的國家脊梁，我也有過這樣天真的夢(mèng)想。”
高中時(shí)期的一次“叛逆”選擇，徹底改變了王立剛的人生軌跡。因質(zhì)疑應(yīng)試教育的局限性，他毅然決定離校自學(xué)一年。這段經(jīng)歷雖然讓他在本科階段與名校失之交，卻意外地培養(yǎng)了他獨(dú)立思考的能力。“現(xiàn)在回想起來，那種不墨守成規(guī)的勇氣，一直延續(xù)到了我后來的科研生涯中。”
轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2014年——王立剛以化學(xué)院筆試第一、面試第二的成績考入北大，并加入嚴(yán)純?nèi)A院士課題組。談及這段經(jīng)歷，他坦言：“如果不是考研成功，曾經(jīng)的學(xué)術(shù)理想可能真的要漸行漸遠(yuǎn)了。”
在北大讀研期間與國外做博士后期間，王立剛展現(xiàn)出過人的跨學(xué)科潛力。博士畢業(yè)后，他獲得英國皇家學(xué)會(huì)“牛頓國際獎(jiǎng)學(xué)金”，先后前往劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室和瑞典皇家理工學(xué)院應(yīng)用物理系深造。
“從化學(xué)轉(zhuǎn)向物理、量子、芯片領(lǐng)域，這個(gè)轉(zhuǎn)型過程比想象中艱難得多。”王立剛說。為了看懂物理領(lǐng)域的論文，王立剛重新強(qiáng)化大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等基礎(chǔ)課程，并自學(xué)了復(fù)變函數(shù)、數(shù)學(xué)物理方法、量子力學(xué)、物理光學(xué)、量子光學(xué)、半導(dǎo)體物理等核心的物理、量子、數(shù)學(xué)等相關(guān)課程。為了實(shí)現(xiàn)研究領(lǐng)域的跨越，在國外學(xué)習(xí)了超快吸收光譜、電子束曝光機(jī)、光刻機(jī)、反應(yīng)等離子體刻蝕等設(shè)備，逐漸建立起跨越化學(xué)與物理學(xué)科的知識(shí)體系與研究技能。
“最艱難的是在劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室和瑞典皇家理工學(xué)院應(yīng)用物理系做博士后的那段日子。”他回憶，博士畢業(yè)后他獲得了英國皇家學(xué)會(huì)的牛頓國際獎(jiǎng)學(xué)金，但換到一個(gè)全新的工作環(huán)境，不僅要適應(yīng)陌生的語言環(huán)境，面對(duì)從化學(xué)到物理跨界的挑戰(zhàn)，還要面對(duì)新冠疫情帶來的科研壓力。“但正是這些挑戰(zhàn)，讓我更加堅(jiān)定要做原創(chuàng)性研究的信念。”
在劍橋的三年里，王立剛遇到了改變他科研軌跡的導(dǎo)師——第9任卡文迪許教授Richard Friend。“他是一個(gè)很和藹的老者，一直堅(jiān)守在學(xué)術(shù)一線，對(duì)科研本身保持著非常強(qiáng)烈的熱愛。他70歲了還每天堅(jiān)持工作，經(jīng)常與學(xué)生、博后、同行進(jìn)行討論。他是一位真正懂得科研、熱愛科研的大師，經(jīng)常一眼就能看到科研問題的本質(zhì)。”這種對(duì)科學(xué)的執(zhí)著追求，深深感染了王立剛。
與劍橋合作導(dǎo)師Richard Friend院士/爵士，劍橋康河，牛頓蘋果樹，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，劍橋formal dinner(正餐)，祭奠紐卡斯?fàn)柕谋毖蠛＼姽俦?/span>
然而，在劍橋待了三年后，王立剛再次做出了令人意外的決定。“我感覺現(xiàn)有的研究方向太熟悉了，渴望學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能。”于是，他主動(dòng)聯(lián)系了德國馬普所和瑞典皇家理工學(xué)院的量子光學(xué)團(tuán)隊(duì)。
這次轉(zhuǎn)型將他帶入了全新的科研領(lǐng)域。“瑞典的導(dǎo)師Val Zwiller教授把我領(lǐng)入了量子芯片領(lǐng)域。”他感慨道。在瑞典期間，他參與了超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器和量子光源研究，這項(xiàng)技術(shù)主要用在量子信息、深空通信、激光雷達(dá)、航空航天等國家重大前沿領(lǐng)域。
“當(dāng)時(shí)使用課題組技術(shù)創(chuàng)立的‘Single Quantum’是世界上最早實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器產(chǎn)業(yè)化的公司之一，占據(jù)著該領(lǐng)域重要的市場(chǎng)份額。這種特種探測(cè)器芯片全世界只有少量的機(jī)構(gòu)可以提供完整的設(shè)備，在北大，我們是第一個(gè)開展這類研究的團(tuán)隊(duì)。”王立剛介紹道。
在微納加工超凈間工作，與瑞典皇家理工學(xué)院的導(dǎo)師Val Zwiller教授及課題組成員
在瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）微納加工超凈間工作，瑞典皇家理工學(xué)院校園、稀土元素發(fā)現(xiàn)地瑞典伊特比 (Ytterby)，瑞典皇宮、諾貝爾獎(jiǎng)博物館和諾貝爾獎(jiǎng)金牌
二、突破與擔(dān)當(dāng) 在國際競(jìng)爭中定義中國科研角色
“超導(dǎo)單光子探測(cè)器是量子通信、光量子計(jì)算、激光雷達(dá)等前沿領(lǐng)域的核心器件。”王立剛解釋道。他還參與了為量子計(jì)算、氣象量子雷達(dá)以及高靈敏紅外生物成像設(shè)備提供關(guān)鍵單光子探測(cè)器的項(xiàng)目。這些經(jīng)歷讓他深刻體會(huì)到：“基礎(chǔ)研究必須與產(chǎn)業(yè)需求結(jié)合，而不是拍腦袋、自娛自樂、跟風(fēng)式地研究。”
王立剛課題組實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的超導(dǎo)單光子探測(cè)器
選擇深圳，王立剛看中的是這里完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。深圳在“十四五”規(guī)劃中重點(diǎn)布局的量子信息、半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)，為他提供了將實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的絕佳平臺(tái)。
在王立剛的課題組里，15名來自物理、集成電路、光學(xué)、機(jī)械、材料等多專業(yè)背景的學(xué)生正在攻克單光子探測(cè)器的全流程技術(shù)。從薄膜制備到芯片加工，從系統(tǒng)集成到軟件編程，學(xué)生們?cè)谶@里學(xué)到的不僅是技術(shù)，更是跨學(xué)科協(xié)作的能力。
王立剛課題組成員
“師生是相互成就的。”王立剛強(qiáng)調(diào)，“一個(gè)成功的課題組離不開優(yōu)秀的學(xué)生，他們才是課題組發(fā)展的核心力量。”為此，他努力為學(xué)生提供一流的科研設(shè)備、國際交流機(jī)會(huì)和就業(yè)升學(xué)指導(dǎo)。
對(duì)于未來的教學(xué)與科研，王立剛目標(biāo)明確：“第一學(xué)期我開設(shè)了《微納加工技術(shù)與芯片制造》，下學(xué)期將會(huì)開設(shè)《稀土前沿功能材料》課程。課題組也將繼續(xù)開展‘單光子與光電材料、芯片、裝備’的研究，這是國家重大戰(zhàn)略性、前沿性的研究方向。”
“北大人應(yīng)該與國家命運(yùn)同頻共振。”談及對(duì)青年科學(xué)家的期望，王立剛的語氣變得認(rèn)真而嚴(yán)肅。在中美科技競(jìng)爭的背景下，他強(qiáng)調(diào)：“既要深耕基礎(chǔ)科學(xué)，又要有敢為人先的銳氣。”他特別提醒學(xué)生：“不要盲目追求熱點(diǎn)，要做有特色的原創(chuàng)性研究。”
三、平衡與超越 科學(xué)家人生的詩意與使命
實(shí)驗(yàn)室外的王立剛，是一個(gè)充滿生活情趣的人。“在國外時(shí)，時(shí)常感到孤單無聊，所以周末我會(huì)去公園人煙稀少的角落吹笛子，有的時(shí)候還會(huì)吸引很多人圍觀，還是很有趣的。”
在國外公園練習(xí)笛子/洞簫被小朋友投喂零食，瑞典雪后漫步，雪中蕩秋千，斯德哥爾摩國王公園街頭藝術(shù)，森林中散步時(shí)偶遇的小鹿
對(duì)于新材料學(xué)院的未來發(fā)展，他提出了具體建議：“我們要保持和國際同行的緊密合作，哪怕美國試圖封鎖我們，但我們也不要自我孤立，還是要主動(dòng)出擊，積極地和國際同行緊密聯(lián)系與合作，提升新材料學(xué)院的影響力。如主動(dòng)邀請(qǐng)歐美日、東南亞、南美等國家地區(qū)的同行來交流。”他還特別強(qiáng)調(diào)英文課程建設(shè)的重要性：“要讓我們的學(xué)生學(xué)習(xí)最前沿的科學(xué)技術(shù)，讓我們的研究成果服務(wù)于重大國計(jì)民生。”
談及對(duì)有志從事科研的學(xué)生的建議，王立剛分享了自己的初心：“解決重大科學(xué)和產(chǎn)業(yè)問題，以推動(dòng)國家與社會(huì)進(jìn)步。”他以自己的經(jīng)歷為例：“從化學(xué)到物理的轉(zhuǎn)型雖然艱難，但正是這種跨界讓我找到了國家重大戰(zhàn)略需求的前沿方向。我始終告誡自己，真正的突破源于對(duì)本質(zhì)問題的深度挖掘，而非對(duì)“熱點(diǎn)”的膚淺追隨，我們要有科研品位，做更有特色、更有門檻的研究，而不是只看數(shù)量、看帽子、看影響因子。”
寄語青年
王立剛寄語當(dāng)代青年：“在中美科技競(jìng)爭的大背景下，我們青年科學(xué)家要承擔(dān)時(shí)代使命，自覺擔(dān)當(dāng)。要了解國際學(xué)術(shù)規(guī)則，積極參與全球?qū)υ挘闇?zhǔn)世界重大科學(xué)前沿和國家發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。新時(shí)代的青年科學(xué)家應(yīng)當(dāng)成為心懷‘國之大者’的科學(xué)家——既有攀登科學(xué)高峰的智慧與勇氣，也有將個(gè)人研究與國家命運(yùn)緊密相連的自覺與擔(dān)當(dāng)。”
正如他所說：“科學(xué)家的使命，不僅是發(fā)表論文，更是要真正推動(dòng)科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，并將創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的生產(chǎn)力。”
