他年仅28岁就发表11篇IF>10的论文,入选广东省杰青(入库),中国十大新锐科技人物。
他就是华南师范大学物理与电信工程学院研究员徐小志。
12月8日,由中国科协科学技术传播中心主办的“中国新锐科技论坛”落幕,徐小志入选“中国十大新锐科技人物”。该奖项共有来自全国近150位学者参与评选,最后仅有10位入选。自来,候选人与获奖者中荣获国家杰出青年基金和教育部长江学者等荣誉的比例高达25%。今年,他还获得了广东省杰出青年基金(入库)。
从“百家衣”到“完整的布”
1991年出生的徐小志博士毕业于北京大学,之后在北京大学继续从事博士后研究。考虑到学校发展的良好趋势与双一流物理学科的优势,今年7月,他通过青年拔尖人才计划加入了华南师范大学物理与电信工程学院,主要研究方向为米级单晶材料与表界面调控研究。
近五年来,他共发表文章19篇,其中IF>10(IF,指影响因子,即某期刊前两年发表的论文在该报告年份中被引用总次数除以该期刊在这两年内发表的论文总数,是一个国际上通行的期刊评价指标)的一共11篇,登上包括《Nature》《Nature Nanotechnology》《Nature Chemistry》《Advanced Materials》等期刊。
今年7月,他作为共同第一作者在《Nature》发表论文,在世界上首次实现百平方厘米级单晶二维绝缘材料氮化硼薄膜(以下简称氮化硼)的制备。这种材料的成功制备,完成了大尺寸外延单晶氮化硼制备上零的突破,也为集成电路的进一步发展提供了科学原理上的支撑。
单晶材料的制备意义非凡。徐小志比喻道,多晶的材料好比百家衣,表面缝补痕迹重,而单晶的材料就好比材质单一的布,通过单晶材料进行电子传输,损耗更少,效率自然也会更高。
为了满足新兴技术的硬件需求,当下对于设备的性能要求越来越高。然而,我们正面临一个难题:为了提升集成电路的电子传输速度,电路中电子器件的尺寸要尽可能减小。电子器件中传统的硅材料小到一定程度时,会不可避免地发热、漏电。如果没有新的技术,会导致器件的开关出现问题。
“这时就不是快不快的问题了,而是能不能用的问题。”徐小志解释,“比如你的手机,如果遇到这种问题,开都开不了。”要解决这个问题,还需要性能更强的绝缘体、半导体和导体材料。单晶二维绝缘材料氮化硼的面世,为解决这种问题提供了可能。
单晶材料展示
除了单晶氮化硼的制备,他亦参与了其他单晶材料的制备与机理研究,如铜、石墨烯、过渡金属硫族化合物等。“我们能理解单晶氮化硼制备的机理,那么在面对类似结构的材料制备时就能有借鉴经验。”
徐小志认为科学研究是具有互通性的,这不仅仅体现于研究对象上,还能通过研究者间的交流借鉴表现出来,“我们的论文公开出去,就是让研究这个领域的学者们都能参考,互相增进,这就是做科学。”
“只做到百分之九十九是不行的”
“做科研,只做到百分之九十九是不行的。”对徐小志来说,科学研究是从0到99%,再从99%到100%的过程。
单晶氮化硼的制备研究从2月开始,今年7月结束。制备阶段,即从0到99%的跨越只用了一个多月,但要做到100%,将背后的机理研究透彻却用了两年多。学界早已知晓这一材料的优势,此前不少人致力于它的制备。但氮化硼对称性生长的问题难以解决,使得不少人望而却步,徐小志所在研究团队的同路人就愈来愈少了。
对称性生长的氮化硼,看起来是由一组对称的三角形组成的。怎么把对称的三角形,变成单一取向排列的呢?团队讨论过后,决定给“三角形”铺设“台阶”,让“三角形”沿着某一方向的台阶走,最终达到单一取向排列的效果。经过反复的调控、实验,“211”方向的台阶被确定下来,制备这种单晶材料的困难也就迎刃而解。
单晶氮化硼的对称性生长
但追求远不止于此。“我们需要的不只是一个实验报告,而是要完整论述一个科学问题。”从99%到100%,要完成对机理的研究,并将其完整地呈现在论文里,就连图片质量也要很好。
氮化硼晶畴的单一取向排列
“好”没有可量化的标准,徐小志的导师,北京大学研究员刘开辉常常对他说,“等你觉得全世界都不可能比我做得更好,就成了。” 做科研,从百分之一到百分之九十九的过程是很容易的,漫长的却会是从百分之九十九到百分之一百的过程。
整篇论文中只出现了四张图,每一张图都要讲述一个完整的故事,图片的选取、线条的粗浅、字体的大小、色彩的搭配……都要经过反复调整。从开始到投出去的文章图片高达115个版本。
铜上石墨烯晶畴光学图
为了写出足够完备、细致的文章,徐小志与团队过着早上八点上班,晚上十点回家,一周工作六天的生活,重复着一个又一个枯燥的实验,在实验室中度过了无数日日夜夜。
如今,他指导原项目组的师弟师妹做图,同样延续了这种一丝不苟、严肃认真的学术态度,他的师弟师妹已经为了一张图,坚持一个月的重复实验。“把每一件事都做到极致,虽说100%的概率很小,但若是每个工作都做到极致,瞄到顶级文章的水平,总会有所成就。”徐小志表示,只有严格要求自己,才有可能登上更高的学术阶梯。
实验展示
如今,徐小志科研硕果累累,但他也曾是一个普通大学生,同样面临着人生的选择和考验。
大一时,他刚从高考的高压状态中释放出来,上了大学就像来到自由的乐园,兴奋不已,什么都不知道,莽莽撞撞的,“每天都惦记着玩”。结果一年下来,他的平均分只有七十几分,在年级处于中下游。到了大二,他偶然得知一名学姐保研到了北大,感到十分羡慕。“保研不像考研那么辛苦,而且能圆一个北大梦”就像许多同学一样,徐小志怀着这样朴素的向往,定下了保研北大的目标。
有目标,也要有行动。想要补上落下的功课,没有特殊的捷径,只是踏实地读课本。“看书、看书、还是看书,本科期末考试比较容易和浅显,吃透课本和习题就没问题。”徐小志介绍,每次考试前,他都仔细读课本,直到记住每一个知识点在书中的位置,具体到哪一页的哪一块,“将课本吃透”。
大二,他的各科成绩平均分提升到八十几分,而大三则提升到九十几分,绩点全年级专业第一,如愿直博北京大学。从年级中下游到直博北大,他认为这源于观念的转变。“后续的努力很重要,但前提是要明确目标,这样才能坚定地按计划往前走。”徐小志强调,“你们大学生也是这样的,一定要有目标。”
高效率也是完美处理事务的一大关键。“有目标,提高效率,一切困难都能够解决。”徐小志展示了自己写得满满当当的日程计划表。他在北大做博士后研究时,六七个课题并行,还要兼顾家庭,有时一天要处理十几件事。他便每天写好需要做的事,按紧急程度进行分级,将时间分成一个个模块,踏踏实实,按时逐件处理事务。
这种习惯延续至今。刚到华师时,只有空空荡荡的几间屋,但不到半年,徐小志就完成了实验室装修、气路搭建、设备采购、参数调试等工作。目前实验室已经正常运转,开始了常规的科学研究。其他老师对此感到很惊讶,问道:“怎么那么快!”他笑了笑说,这都是之前练成的。
如何成为科研学霸?答案很简单:树立一个明确目标,有计划、有效率地落实,总能得到想要的结果!
来源:华南师范大学 采写丨聂嘉韵 欧嘉滢 黄瑾烨 摄影丨陈熙霖 黄东 部分图片由受访者提供 执行编辑丨何柏锟 李锦浩 责任编辑丨郑宇云 杨柳青