編者按：青春孕育創(chuàng)新火種，青年學(xué)者定義未來(lái)可能。"新材新力量"專欄聚焦北京大學(xué)新材料學(xué)院新入職青年教師群體，通過(guò)記錄他們的學(xué)術(shù)足跡與科研故事，展現(xiàn)前沿探索的熱忱與突破，傳遞學(xué)院創(chuàng)新精神與人才引力。
讓我們走進(jìn)第二期，認(rèn)識(shí)這位90后博導(dǎo)——王立剛老師：牛頓國(guó)際學(xué)者歸國(guó)，以"解決重大科學(xué)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，推動(dòng)國(guó)家和社會(huì)進(jìn)步"為科研信條，在傳統(tǒng)光電和量子芯片領(lǐng)域開(kāi)疆拓土。從質(zhì)疑教育的"叛逆少年"到橫跨化學(xué)、物理、材料的"跨界科學(xué)家"，他用一場(chǎng)永不停歇的追光之旅，詮釋著基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的雙重?fù)?dān)當(dāng)。
Q1：請(qǐng)簡(jiǎn)單自我介紹，分享一下您的學(xué)術(shù)背景和研究方向。
我是19年從北大化學(xué)院博士畢業(yè)，后來(lái)在劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室（物理系）和瑞典皇家理工學(xué)院應(yīng)用物理系做了5年多的博后，25年1月加入北大新材料學(xué)院。我們課題組目前致力于單光子與光電材料、芯片、裝備的研究。具體包括：超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器芯片與裝備，主要使用氮化鈮鈦、二硼化鎂、釕酸鍶等超導(dǎo)材料，主要應(yīng)用場(chǎng)景在光量子通信、醫(yī)學(xué)成像、激光雷達(dá)等領(lǐng)域。(2)量子光源，主要基于稀土、量子點(diǎn)、鈣鈦礦等材料。(3)光子雪崩單光子探測(cè)器、發(fā)光二極管等，主要應(yīng)用場(chǎng)景在紅外相機(jī)、顯示面板、光通信領(lǐng)域。
Q2：您的研究領(lǐng)域有哪些重要的科學(xué)問(wèn)題，這些研究對(duì)社會(huì)或者產(chǎn)業(yè)有哪些潛在影響？
我們課題組的研究完美融合了前沿性和應(yīng)用性，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)我們的研究都屬于大光電領(lǐng)域，可以分為基于半導(dǎo)體材料、稀土材料的傳統(tǒng)光電領(lǐng)域和基于超導(dǎo)薄膜材料的量子芯片領(lǐng)域。在這兩大塊都有很多重要的科學(xué)問(wèn)題，如在我們研究的基于半導(dǎo)體的光探測(cè)器、LED領(lǐng)域，如何制備高性能、長(zhǎng)壽命的光電器件用于高清顯示、光通信、紅外相機(jī)領(lǐng)域。對(duì)于超導(dǎo)量子芯片領(lǐng)域，其屬于重大的前沿科學(xué)方向，具有重要的科學(xué)價(jià)值和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值，我們的這種超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器芯片主要應(yīng)用于光量子信息、量子激光雷達(dá)、生物成像等前沿領(lǐng)域，這種特種探測(cè)器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)做這類探測(cè)器研究的。在眾多前沿領(lǐng)域如量子通信、光量子計(jì)算、激光雷達(dá)等，我們的探測(cè)器是最重要的核心的基礎(chǔ)性器件之一。如何制備高性能、小型化、光子數(shù)分辨、多像素的超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器芯片是領(lǐng)域非常關(guān)注的重要科學(xué)問(wèn)題。另外，能否利用這類探測(cè)器從事暗物質(zhì)、中微子探測(cè)研究大家也非常感興趣。
Q3：能否介紹一下您的求學(xué)經(jīng)歷，是由于哪些機(jī)緣促使您選擇了目前的研究方向？能否與我們分享一下求學(xué)之路上讓您印象深刻的突破或有趣的故事？
我從小就有強(qiáng)烈的科學(xué)夢(mèng)想。然而高中時(shí)曾因質(zhì)疑應(yīng)試教育，中途離校自學(xué)一年，導(dǎo)致高考未能進(jìn)入重點(diǎn)大學(xué)。后來(lái)在2014年考研中，我以北大化學(xué)院筆試第一、面試第二的成績(jī)考入北大，并獲碩博連讀資格，有幸加入嚴(yán)純?nèi)A院士課題組。博士畢業(yè)后，我獲得英國(guó)皇家學(xué)會(huì)"牛頓國(guó)際獎(jiǎng)學(xué)金"，先后加入劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室Richard Friend院士/爵士課題組和瑞典皇家理工學(xué)院應(yīng)用物理系Val Zwiller教授課題組。我常調(diào)侃自己：高中時(shí)最喜歡生物，本科和研究生學(xué)化學(xué)，國(guó)外五年都在物理系，工作后又來(lái)到材料系。但我始終未忘科研初心—"解決重大科學(xué)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，推動(dòng)國(guó)家和社會(huì)進(jìn)步"。我的研究經(jīng)歷了從化學(xué)到物理的艱難轉(zhuǎn)型，而目前的研究方向不僅是我非常熱愛(ài)的領(lǐng)域，更是國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的前沿方向。
與劍橋合作導(dǎo)師，Richard Friend院士/爵士,劍橋“牛頓數(shù)學(xué)橋”、徐志摩“再別康橋”
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
Q4：是什么吸引您加入北京大學(xué)新材料學(xué)院？
最吸引我的是北大新材料學(xué)院擁有全國(guó)最優(yōu)質(zhì)且充足的生源。我認(rèn)為師生是相互成就的，一個(gè)成功課題組很大程度上依賴于優(yōu)秀的學(xué)生—他們才是課題組發(fā)展的核心因素。北大材料系為新PI提供了充足的啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)和相對(duì)寬敞的實(shí)驗(yàn)空間支持。深圳宜人的氣候和發(fā)達(dá)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與我的研究方向高度契合，十分有利于推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室成果的產(chǎn)業(yè)化。此外，作為北大校友，重回母校讓我倍感親切。
Q5： 您對(duì)學(xué)院的科研環(huán)境、學(xué)術(shù)氛圍以及支持政策有何評(píng)價(jià)？
學(xué)院的整體科研環(huán)境良好，學(xué)術(shù)氛圍濃厚，對(duì)于新PI的支持較多。深研院校區(qū)和新材料學(xué)院整體規(guī)模小于北京本部，所以整體公用平臺(tái)的建設(shè)還不夠齊備，相信新大樓和新的分析測(cè)試中心建成后將會(huì)有很大的改觀。
Q6：您對(duì)于日后的教學(xué)和科研工作有什么期待和計(jì)劃？
我打算開(kāi)設(shè)《半導(dǎo)體材料與器件物理》、《微納加工技術(shù)與芯片制造》和《發(fā)光材料與器件》等研究生的課程，當(dāng)本部聯(lián)合培養(yǎng)的本科生入校后也會(huì)根據(jù)學(xué)院需求開(kāi)設(shè)相應(yīng)本科生的課程。另外，在學(xué)院留學(xué)生英文項(xiàng)目啟動(dòng)后，將根據(jù)學(xué)院需求開(kāi)設(shè)英文授課的專業(yè)課，希望和同學(xué)們一起學(xué)習(xí)進(jìn)步。
Q7：對(duì)有意加入您團(tuán)隊(duì)的學(xué)生，您有哪些建議或者期待？您希望他們具備哪些特質(zhì)或能力？
我們課題組剛剛成立，正是在大規(guī)模招人的階段，每年會(huì)招收4-5個(gè)碩士、1-2個(gè)博士，博士后名額不限，港澳臺(tái)、外籍留學(xué)生名額不限。特別歡迎物理、電子、計(jì)算機(jī)、材料、化學(xué)等專業(yè)背景的學(xué)生加入，如果學(xué)生有微納加工、光路搭建、電子電路、低溫電子學(xué)、薄膜制備等經(jīng)驗(yàn)就更加完美了。
Q8：在培養(yǎng)學(xué)生方面，您的團(tuán)隊(duì)有哪些具體的支持措施和培養(yǎng)規(guī)劃？您希望學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中獲得哪些成長(zhǎng)？
對(duì)于學(xué)生我將會(huì)100%的用心，全力支持學(xué)生做好科研，努力為學(xué)生創(chuàng)造最好的學(xué)習(xí)、科研條件，在學(xué)生的人生重要的節(jié)點(diǎn)如“升學(xué)”、“就業(yè)”、“出國(guó)”等提供全力的幫助。具體包括購(gòu)置最佳性能的科研設(shè)備、為學(xué)生提供充足的科研津貼和獎(jiǎng)勵(lì)、推薦學(xué)生去世界頂級(jí)高校去交流訪問(wèn)、學(xué)生畢業(yè)會(huì)全力幫助推薦就業(yè)、升學(xué)和出國(guó)。由于我們的研究離產(chǎn)業(yè)本來(lái)就非常接近，實(shí)用性非常強(qiáng)，在我們課題組學(xué)習(xí)到的知識(shí)和技術(shù)可以直接用于產(chǎn)業(yè)，學(xué)生畢業(yè)后可以直接進(jìn)入半導(dǎo)體、芯片制造、顯示面板等行業(yè)工作。
Q9：在工作之余，您有哪些興趣愛(ài)好？您是如何平衡工作與生活的？
我平時(shí)有很多興趣愛(ài)好，包括打羽毛球、吹笛子/洞簫、溜冰、做飯等。在劍橋的時(shí)候我基本就是年夜飯的主廚，常規(guī)的家常菜、大菜都做得很好。另外，在國(guó)外周末空閑時(shí)候，經(jīng)常會(huì)去公園練習(xí)笛子和洞簫，經(jīng)常會(huì)引來(lái)很多人圍觀和鼓掌，曾經(jīng)遇到過(guò)外國(guó)小朋友投喂水果和美食。在北京和在瑞典的時(shí)候，也會(huì)去溜冰和打羽毛球。
在國(guó)外做的“年夜飯”，國(guó)外公園練習(xí)“洞簫”，未名湖溜冰
Q10：您對(duì)目前學(xué)院在讀的同學(xué)有什么建議？對(duì)于有志從事學(xué)術(shù)的學(xué)生，您有什么經(jīng)驗(yàn)分享？
北大的學(xué)生應(yīng)該要有更大的格局和更寬廣的視野，我們始終還是應(yīng)該睜眼看世界。我們這一代人的時(shí)代大背景就是中美的競(jìng)爭(zhēng)，而我覺(jué)得最重要的決定因素還是人才、科技和產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。在我看來(lái)，北大從來(lái)不只是一所學(xué)校，而是與國(guó)家命運(yùn)息息相關(guān)，北大師生應(yīng)當(dāng)與國(guó)家命運(yùn)同頻共振。這么多年的海外工作，讓我仔細(xì)對(duì)比過(guò)國(guó)內(nèi)外的差別，比如北大現(xiàn)在的硬件條件完全不比國(guó)外頂級(jí)大學(xué)差，北大學(xué)生也非常聰明、勤奮。我們這一代人還是應(yīng)該做更多重大原創(chuàng)性研究。我們的研究要形成自己的特色，不要人云亦云，要獨(dú)立思考，不要盲目追求所謂的熱點(diǎn)，真正耐心地解決大的科學(xué)問(wèn)題和產(chǎn)業(yè)亟需的技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)然，科研很多時(shí)候是痛苦而寂寞的，還是應(yīng)該多一些堅(jiān)持和耐心。
Q11：您對(duì)未來(lái)在學(xué)校的發(fā)展有哪些期待？對(duì)學(xué)院的整體發(fā)展有何建議？
北大的發(fā)展絕不能落后于隔壁，更不該被浙大趕上。北大需要吸引全國(guó)乃至全球最頂尖的人才來(lái)學(xué)習(xí)和研究，為國(guó)家、為世界培養(yǎng)更多行業(yè)領(lǐng)袖。在經(jīng)費(fèi)投入方面，我們的預(yù)算和科研經(jīng)費(fèi)不能和隔壁有明顯差距，師資隊(duì)伍、校園建設(shè)和學(xué)科發(fā)展都要力爭(zhēng)成為業(yè)界標(biāo)桿。具體到深研院和新材料學(xué)院建設(shè)，我認(rèn)為：一方面要擴(kuò)大規(guī)模，增加教學(xué)科研場(chǎng)地，特別是要擴(kuò)大博士生和留學(xué)生培養(yǎng)規(guī)模；另一方面要加快完善公用設(shè)備平臺(tái)建設(shè)。目前深研院的測(cè)試平臺(tái)，無(wú)論是設(shè)備數(shù)量還是場(chǎng)地條件，都比不上北大本部和清華深圳國(guó)際研究生院，很多基礎(chǔ)設(shè)備都不夠用，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地也很緊張。好在交叉學(xué)科大樓和分析測(cè)試中心大樓建成后應(yīng)該會(huì)有很大改善。另外像AI4S這樣的前沿方向需要加大投入，學(xué)院的英文課程建設(shè)也要加快步伐。
