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10月23日iCANX第28期┃光学新星照亮世界!
张海霞 2020-10-22 12:39
​ 北京时间 10 月 23 日晚 8 点,大家期待已久的 iCANX Talks 第二十八期即将重磅来袭,本期直播将迎来世界顶尖光学期刊 Light: Science Applications 与 iCANX Talks 联合发起的 Light 学术新星评选活动,从 7 月份正式发出通知,共有世界各地的 35 位优秀青年科学家获得提名,经过严格的筛选最终有 10 位杰出的青年科学家入围最终的角逐,他们将在 23 日和 30 日的 iCANX Talks 上进行最终的评选,每人做 20 分钟的演讲,并接受 5 位世界顶级光学专家组成的评审团的提问和评议。 五位评委分别是来自加利福尼亚大学洛杉矶分校的 Aydogan Ozcan 教授、原科技部副部长曹健林、澳大利亚国立大学的 Chennupati Jagadish 教授、纽约市立大学的 Andrea Alù 教授、以及来自西湖大学的仇旻教授。本次 Light 学术新星评选活动设有 1 名一等奖, 2 名二等奖和 3 名三等奖,最终的比赛结果将在 30 日的 iCANX Talks 上揭晓。 本周率先即将登场的 5 位青年科学家是:来自科罗拉多大学博尔德分校孙硕教授、复旦大学的孙树林教授、美国范德堡大学的 Justus Ndukaife 教授、新加坡国立大学的胡光维博士、以及来自斯坦福大学的 Avik Dutt 。他们将在 iCANX Talks 的舞台上给大家带来一场精彩的学术竞赛。 在前 27 期的 iCANXTalks 直播中 , 累计收看观众已经近千万人次,受到了国内外专家学者的普遍好评和追捧,目前, iCANXTalks 已经成为极具国际影响力的高科技云端学术峰会。 话不多说,先让小艾给大家详细介绍五位青年科学家和他们的演讲内容吧! 报告 1 Quantum nanophotonics: engineering atom-photon interactions on-a-chip 量子纳米光子学:在芯片上产生与调控原子与光子的相互作用 Shuo Sun 孙硕 University of Colorado Boulder 科罗拉多大学博尔德分校 Abstract The ability to engineer controllable atom-photon interactions is at the heart of quantum optics and quantum information processing. In this talk, I will introduce a nanophotonic platform for engineering strong atom-photon interactions on a semiconductor chip. I will first discuss an experimental demonstration of a spin-photon quantum switch , a fundamental building block for quantum repeaters and quantum networks. The device allows a single spin trapped inside a semiconductor quantum dot to switch a single photon, and vice versa, a single photon to flip the spin. I will discuss how the spin-photon quantum transistor realizes optical nonlinearity at the fundamental single quantum level, where a single photon could switch the transmission of multiple subsequent photons . Toward the end of this talk, I will highlight exciting applications of these devices in quantum networks and optical quantum information processing. 产生与调控原子和光子的相互作用是量子光学和量子信息处理的核心。在这次的讲座中,我将介绍一种利用纳米光学手段在半导体芯片上实现强原子光子相互作用的器件平台。首先,我将讨论我们实验上实现的耦合电子自旋和光子的量子开关。该量子开关可以利用单个电子的自旋态控制光子的偏振态,同时利用单个光子的偏振态控制电子的自旋,因而被视为量子中继器和量子网络的基础组件。我将接下来介绍我们如何利用这个器件实现单光子尺度的光学非线性现象。讲座的最后,我将阐述这些器件在量子网络和光量子信息领域的广泛应用前景。 Biography Shuo Sun is an associate fellow of JILA and an assistant professor of Physics at the University of Colorado Boulder. He is an expert in quantum optics, nanophotonics, and optical quantum information science. Dr. Sun obtained his BS in 2011 from Zhejiang University, China, and obtained his PhD in 2016 from the University of Maryland, College park. During his PhD, he developed the first spin-photon quantum switch and the first single-photon transistor using a solid-state spin. His pioneering research achievements have been awarded by the Maiman grand prize from the Optical Society of America and the Distinguished Dissertation Award from the University of Maryland, College Park. Before joining the faculty of JILA and the University of Colorado Boulder in 2020, Dr. Sun was a postdoctoral fellow (2017 – 2019) and a physical science research scientist (2019 – 2020) in the Ginzton Lab of Stanford University. There he worked with Prof. Jelena Vuckovic on color center based quantum optics and inverse designed quantum photonics. Dr. Sun has published more than 20 journal articles and book chapters. He is an assistant topical editor of JOSA B, and a regular reviewer of 19 journals including Nature, Nature Nanotechnology, Nature Physics and PRL. 孙硕目前任职于科罗拉多大学博尔德分校,担任物理系助理教授以及 JILA Associate Fellow. 他是量子光学,纳米光子学,以及光量子信息领域的杰出研究者。孙硕于 2011 年取得浙江大学光电信息工程系学士学位, 2016 年于马里兰大学帕克分校取得电子工程博士学位。在就读博士期间,他开发了首个基于固态电子自旋的光量子开关以及单光子调控的光学放大器。他的研究获得了美国光学学会颁发的 Maiman 学生论文奖以及马里兰大学电子工程系的杰出毕业论文奖。在加入科罗拉多大学之前,孙硕在斯坦福大学 Ginzton Lab 先后担任博士后( 2017-2019 )和研究科学家( 2019-2020 )职位。在斯坦福大学期间,他在 Jelena Vuckovic 研究组研究基于色心的量子光学以及基于目标优先设计的量子光学器件。孙硕博士迄今已发表论文和书刊章节超过 20 篇。他目前是美国光学学会期刊 JOSA B 的助理编辑,同时是包括 Nature, Nature Nanotechnology, Nature Physics, PRL 在内的 19 个期刊的审稿人。 报告 2 High-efficiency Electromagnetic Wave Manipulations with Metasurfaces 超构表面高效率调控电磁波 Shulin Sun 孙树林 Fudan University 复旦大学 Abstract Manipulating electromagnetic (EM) waves in desired manners are important for both sciences and applications. However, naturally existing materials exhibit limited capabilities on EM wave controls. Metamaterials, man-made materials consisting of subwavelength microstructures (also called as meta-atoms) arranged in certain macroscopic orders, were recently proposed that can exhibit many fascinating wave-manipulation effects, including negative refraction, super lens, and optical cloaking. However, after decades of development, researches on bulky metamaterials face several challenges, such as complicated fabrication, increasing energy loss. In particular, one important freedom, i.e., the arrangement order of meta-atoms inside bulky metamaterials, was difficult to be fully exploited due to the structural complexity. Facing these challenges, our group proposed to design ultrathin metasurfaces (or two-dimensional version of metamaterials) to efficiently manipulate EM waves. Different from conventional bulky optical elements (including metamaterials) replying on the accumulation of propagating phases for wave manipulations, the metasurfaces can introduce abrupt change of EM phases and thus modulate the imping light, which can be usually ultra-thin, low-loss, and easy for optical integration. The freedoms to manipulate EM waves are also significantly expanded with such two-dimensional systems. Here, I will focus on our works on high-efficiency EM wave controls, including surface wave manipulations and spin-dependent wave manipulations. 自由调控电磁波对于基础科学和实际应用均具有重要意义,然而自然材料对电磁波的调控能力受到极大限制。超构材料是一种由亚波长微结构(或称人工原子)按照某种宏观排列方式组成的 “ 人工材料 ” ,它对电磁波展现出众多新奇的调控效应,包括负折射、超透镜、光学隐身等。然而,经过数十年发展,超构材料领域的相关研究面临巨大的挑战,例如制备难、损耗高等。特别是三维超构材料的结构复杂性导致其排列方式这一重要自由度难以被充分利用。面对这些挑战,我们团队提出了利用超构表面高效率调控电磁波的新概念。不同于体式光学器件(包括超构材料)依赖传输相位积累调控电磁波的思想,超构表面是通过引入界面相位突变来调控入射波,具有体系薄、损耗低、易于光学集成等优势。基于这类两维体系,调控电磁波的自由度可被极大拓展。本次报告将主要介绍本团队在高效率表面波调控方面的工作,包括表面波调控和自旋依赖电磁调控等。 Biography Shulin Sun received his Ph. D. degree in Physics at Fudan University in 2009. From 2010 to 2013, he was a Postdoctoral Fellow of the Physics Division of National Center for Theoretical Sciences (NCTS) at National Taiwan University. In 2013, he joined the Department of Optical Science Engineering at Fudan University, and has been a full Professor and associate head of the department since 2019. He has been in the research fields of metamaterials/metasurfaces, plasmonics and photonic crystals, and published over 60 papers in scientific journals including Nature Materials, Nano Letters, Advances in Optics and Photonics, Light: Science and Applications, etc. The total citation is over 4800 times with the highest one being over 1200 times (google scholar). He won the Second Prize of National Natural Science Award in 2019 (ranked No. 2), the First Prize of Shanghai Natural Science Award in 2016 (ranked No. 2), the Prize of Important Optical Achievements of China in 2012 (ranked No. 1), and Outstanding Paper Award of Light: Science and Applications in 2018 (Corresponding Author). 孙树林, 2009 年在复旦大学物理学系获得博士学位, 2010 至 2013 年在台湾大学物理系任博士后研究员, 2013 年入职复旦大学光科学与工程系, 2019 年起任研究员、系副主任。研究方向包括电磁超构材料 / 超构表面、纳米光子学、光学微腔等,目前已发表论文 60 余篇,包括 Nature Materials, Nano Letters, Advances in Optics and Photonics, Light: Science Applications 等期刊论文,被引用 4800 余次,单篇最高引用 1200 余次(谷歌索引)。曾获 “2019 国家自然科学二等奖 ” (第二完成人), “2016 上海市自然科学一等奖 ” (第二完成人), “2012 中国光学重要成果奖 ” (第一完成人), “2018 Light: Science Applications 杰出论文奖 ” (通讯作者)等奖项。 报告 3 Opto-Thermo-Electrohydrodynamic Tweezers: A New Tool for Biology andMedicine 光 - 热 - 电流体力学镊子:生物和医学的新工具 Justus Ndukaife Vanderbilt University, USA 美国范德堡大学 Abstract One-half of the 2018 Nobel Prize in Physics was awarded for Optical Tweezers and their application in biological systems. Optical tweezers have emerged as a powerful tool for the non-invasive trapping and manipulation of colloidal particles and biological cells. However, the stable trapping of nanometer-scale biological objects such as proteins, DNA, exosomes, and virions has been met with challenges due to the diffraction limit of light. Attempts to substantially increase the laser power to generate enough optical trapping potential for trapping such small biological objects, unfortunately, results in photo-toxicity and thermal stress, which damages the integrity of the biological specimens. An optical nanotweezer approach that can stably trap nanoscale biological objects without exposing them to high light intensity or heat which may physically alter or destroy detectable bio-activity is of paramount importance for fundamental life science research and translational biomedical applications. In this talk, I will introduce a new kind of optically controlled nanotweezers termed Opto-ThermoElectrohydrodynamic Tweezers (OTET) that enables the stable trapping and dynamic manipulation of sub-10 nm biomolecules at locations that are several microns away from the high-intensity laser focus, where they experience both negligible photothermal heating and light intensity. The OTET platform employs a finite array of plasmonic nanoholes illuminated with light in conjunction with an applied alternating current electric field to create the spatially varying electrohydrodynamic potential that can rapidly trap sub-10 nm biomolecules at femtomolar concentrations on-demand. This novel noninvasive optical nanotweezer is expected to open new horizons in life science and medicine by offering an unprecedented level of control of tiny nano-sized biological objects in solution without photo-induced damage. 2018 年的诺贝尔物理学奖,有一半授予了光镊及其在生物系统中的应用。目前,光镊已经成为非侵入式捕获和操纵胶体颗粒以及生物细胞的强有力工具。然而,由于光的衍射极限,蛋白质、 DNA 、外来体和病毒颗粒等纳米尺度生物目标的稳定捕获一直面临着困难。虽然通过大幅增强激光能量,可以产生更强的捕获能力,但这样却会引发光毒性和热应力,从而破坏生物标本的完整性。因此,我们亟需一种可以稳定捕获纳米尺度生物样本,而不将其暴露在可能破坏生物活性的高光强或高温下的纳米光镊方法。在本报告中,我将介绍一种新的纳米光镊,即光 - 热 - 电流体力学镊子( OTET ),它能够稳定地捕获和动态操纵小于 10 纳米的生物分子,这些生物分子被放置于离高强度激光焦点几微米以外的地方,因此光热效应和光强对生物活性的影响可以忽略不计。 OTET 平台采用有限的等离激元纳米孔阵列,在光和外加交流电场的作用下,产生空间变化的电流体动力学势,可根据需要快速捕获小于 10 纳米的生物分子。这种新型的非侵入性纳米光镊可以在不引起光致损伤的情况下为微小纳米生物体提供前所未有的控制水平,有望在生命科学和医学领域开辟新的天地。 Biography Justus Ndukaife is an assistant professor of electrical engineering at Vanderbilt University, USA. He received a Ph.D. in Electrical Engineering from Purdue University, USA in 2017. Ndukaife’s interdisciplinary research is focused on nanophotonics for biomedical applications. He has made major contributions to the field optical nanotweezers. Very recently, Ndukaife invented a new optical nanotweezer approach termed: “opto-thermoelectrohydrodynamic tweezer (OTET)” that enables the trapping of sub-10 nm size biological molecules at tunable trapping locations several microns away from the highintensity focus to prevent the issue of photo-induced damage usually encountered when trying to trap such minuscule objects using the conventional optical tweezer technology that was recognized with one-half of the 2018 Physics Nobel Prize. Ndukaife’s research works have been published in the top peer-reviewed journals including Nature Nanotechnology, Science, ACS Nano, and Nano Letters, and he is an inventor of six technologies relating to optical nanotweezers. In recognition of his scientific contributions, Ndukaife received the Year 2017 Prize in Physics by the Dimitris N. Chorafas Foundation. His other honors include the Purdue College of Engineering Outstanding Research Award, NSBE Golden Torch Award, Best Paper Award at the ASME conference, Carnegie African Diaspora Fellowship Award, and Vanderbilt Provost Research Studios Award. Justus Ndukaife 于 2017 年获得美国普渡大学电气工程博士学位,现任美国范德堡大学电气工程系的助理教授。 Ndukaife 的研究横跨多个学科,主要集中在具有生物医学应用的纳米光子学上。他在纳米光镊领域做出了重要贡献。我们都知道,传统的光镊技术已经在 2018 年赢得了诺奖,但是其未能解决使用高强度激光对生物分子的损伤问题。最近, Ndukaife 发明了一种新的纳米光镊方法,称为 “ 光 - 热 - 电流体力学镊子( OTET ) ” ,它能够在距离高强度激光焦点几微米外的位置捕获或操控小于 10 纳米的生物分子,因此可以防止光致损伤问题。 Ndukaife 的研究成果在包括 Nature Nanotechnology 、 Science 、 ACS Nano 和 Nano Letters 在内的顶级期刊上发表,同时,他是纳米光镊相关的六项技术的发明人。 Ndukaife 因其科学贡献获得了 Dimitris N. Chorafas 基金会颁发的 2017 年物理学奖。同时,他还荣获包括普渡工程学院杰出研究奖、 NSBE 金火炬奖、 ASME 会议最佳论文奖、卡内基非洲侨民奖学金和范德堡教务长研究工作室奖。 报告 4 Metasurfaces With Low-Dimensional Nanomaterials: Integration and Structuring 当超构表面遇到低维纳米材料:集成与结构化 Guangwei Hu 胡光维 National University of Singapore 新加坡国立大学 Abstract “God made the bulk; surfaces were invented by the devil.” Quoted from Wolfgang Pauli. In last two decades, two kinds of surfaces, i.e. metasurfaces (“2D metamaterials”) and low-dimensional nanomaterials (2D materials), emerge and support the extreme manipulation of light within an ultrathin and highly compact platform. However, the development of metasurface reaches a stage where all conventional materials (dielectrics, metals etc) have nearly been exhausted. While 2D nanomaterials presents exotic properties, they are too thin to be practically useful (Chemical Reviews, 2020). In this talk, I will show you how we can develop advanced metaphotonics by combining those two “devil-invented” surfaces, via our proposed two important strategies: integration and structuring. Specifically, I will provide a case study of integrating a monolayer semiconductor with a linear metasurface to develop the coherent nonlinear and valleytronic devices (Nature photonics, 2019), which are allowed by either metasurfaces or 2D materials alone. Besides, through structuring low-dimensional nanomaterials with a twisted stack, we achieved extreme dispersion engineering and “magic-angle” topological transitions of plasmon (Nano Letters, 2020) and phonon polaritons (Nature, 2020; Nature Communications, 2020). This work, for the first time, has transformed the so-called twistronics (i.e. engineering electron’s bandstructures of interlayer-coupled twisted 2D materials in condensed matter physics) into photonic regime and developed the new field of “opto-twistronics”. Via the proposed systematic strategies of integration and structuring, the advanced valleytronic, nonlinear, polaritonic and opto-twistronic applications may be developed. “ 上帝创造了体,但是表面却是由魔鬼发明的 ” (语自:沃尔夫冈 · 泡利)。过去二十年间,有两种 “ 表面 ” 材料兴起,分别是超构表面和二维材料,他们可以被制成超薄超集成器件并对电磁波实现极端操控。然而,超构表面领域几乎已经探索了所有可能的传统材料,包括金属和介质等。同时,二维材料尽管有各种新奇光电性能,但是由于太薄而无法在光波段被有效利用。这里,我将提出使用集成与结构化的两个策略,将这两种 “ 魔鬼般 ” 的表面材料结合,发展出新的超构光子学。具体来说,我将展示将线性超构表面和二维半导体集成,实现非线性和能谷器件。同时,将低维材料结构化或加以旋转,我们首次实现了低维材料等离子和声子极化激元的极端传播与拓扑调控;这一发现将凝聚态物理中兴起的 “ 转角电子学 ” 发展到光学领域。所提出的集成和结构化这两种系统的方法,有望助力新的能谷学,非线性光学,极化激元和 “ 转角光子学 ” 的发展和应用。 Biography Mr. Guangwei Hu was born in 1994. He received the B. Sc. in Harbin Institute of Technologies in 2016 and is the PhD student in National University of Singapore from Sept. 2016 to Oct. 2020. His current research interests include fundamental light-matter interactions of metasurface and low-dimensional nanomaterials, with promising applications, such as the multifunctional metadevices, the optical engineering of the 2D materials, polaritonics (plasmon, phonon and excitons), and topological transitions in photonics, among many others. He has co-authored more than 20 papers in many journals including Nature, Nature Photonics, Light: Science Applications, Nature Communications, Science Advances, Chemical Reviews, Nano Letters, Advanced Materials, and more others. He received NUS Research Scholarships, President's Graduate Fellowships and Chinese government award for outstanding self-finance students abroad. 胡光维于 2016 年在哈尔滨工业大学获得本科学位, 2016 年 9 月至 2020 年 10 月于新加坡国立大学博士在读。其研究兴趣包括超构表面和低维材料中的光与物质基本相互作用,研发多功能超构器件,基于二维材料的光学工程,极化激元调控,拓扑光子学等。目前,已在 Nature, Nature Photonics, Light: Science Applications 等众多期刊发文约 20 余篇;并获得新加坡国立大学研究奖学金,校长奖学金和优秀自费留学生奖学金等。 报告 5 Synthetic dimensions in dynamic photonic structures: quantum and classical applications 动态光子结构中的合成维度:量子和经典应用 Avik Dutt Stanford University 斯坦福大学 Abstract Photons are incredibly versatile particles, with multiple degrees of freedom such as frequency, spatiotemporal mode structure, polarization and propagation direction, that can be manipulated by dynamic photonic structures. In this talk, I will show how to harness the manipulation of these degrees of freedom to create synthetic photonic dimensions, for quantum, nonlinear and topological photonics. For this purpose, we use high-quality-factor resonators to enhance light-matter interactions. Specifically, we show how synthetic frequency dimensions can be used to simulate a wide variety of physics related to the quantum Hall effect, such as effective magnetic fields, spin-orbit coupling, spin-momentum locking and topological chiral one-way edge modes. These two-dimensional effects are realized in a single modulated photonic resonator, elucidating how higher-dimensional physics can be implemented experimentally in much lower-dimensional structures. We introduce a method to directly detect the band structures in such synthetic dimensions from time-resolved transmission measurements. This paves the way for quantum simulation and information processing in high dimensions on chip using scalable devices with significantly reduced footprint. High-quality resonators can also be used for generating ultrabroadband frequency combs – a sequence of narrow equi-spaced lines in the spectral domain. We show how to generate two such combs on a single silicon nitride chip pumped by a single laser for real-time spectroscopy of materials. The same resonators pumped with much lower powers also generate nonclassical squeezed light, with a quantum noise reduction below the standard quantum limit. Using this technique, we report the first nanophotonic source of optical squeezing, which finds applications as a scalable source for quantum sensing and quantum information processing. At the end I will briefly discuss the potential for extensions to non-Hermitian systems, and to strongly interacting, time-modulated quantum systems. 光子是非常多功能的粒子,具有可由动态光子结构控制的多个自由度,包括频率、时空模式、偏振和传播方向等。在本报告中,我将展示如何通过操控这些自由度来产生量子、非线性和拓扑光子学中的合成光子维度。为此,我们使用高 Q 值的谐振器来增强光与物质的相互作用。特别的,我们展示了如何使用合成频率维度来模拟与量子霍尔效应有关的各种物理现象,如有效磁场、自旋轨道耦合、自旋动量锁定和拓扑手性单向边缘模式。这些二维效应是在单个调制光子谐振器中实现的,解释了如何在低维结构中用实验实现高维物理。报告中,我还介绍了一种通过时间分辨透射测量直接检测以上合成维度的能带结构的方法。这为在芯片上通过可扩展的设备和较少的步骤实现高维量子模拟和信息处理铺平了道路。 高质量的谐振器也可以用来产生超宽带频率梳(在频谱域上的窄带等间距线)。我们在报告中展示了如何在单个氮化硅芯片上用单激光泵浦产生两个超宽带频率梳,以用于材料的实时光谱分析。 如果我们用功率低得多的激光泵浦同样的谐振器,则可产生非经典的压缩光,其量子噪声可以降低至到标准量子极限以下。利用该技术,我们报道了首个压缩纳米光源,它有望成为量子传感和量子信息处理应用的可扩展光源。最后,我将简要讨论其扩展到非厄米系统和强相互作用、时间调制量子系统的可能性。 Biography Avik Dutt received the M.S. and Ph.D degrees in Electrical and Computer Engineering from Cornell University, Ithaca, NY, USA, in 2015 and 2017, respectively, and the Bachelor’s degree from Indian Institute of Technology (IIT), Kharagpur, in 2011. He is currently a postdoctoral scholar at Stanford University. His research interests span quantum/nonlinear photonics, silicon nanophotonics, topological physics, synthetic dimensions, frequency combs, and time-modulated/non-Hermitian systems. Avik was the Editor’s pick for the Outstanding Reviewer for July 2020 in LSA, and is among the Top 1% of Physics reviewers (2018). He was awarded a Jacobs Fellowship (2011) and a Zurich instruments thesis award for his Ph.D. dissertation (2017). He has authored/co-authored more than 30 journal articles in journals such as Science, Nature Communications, Nature Photonics, Light: Science and Applications, Science Advances, PRL, Optica and other OSA, APS, IEEE and ACS journals, which have been cited more than 1000 times since 2015. He was a subcommittee member of the Latin America Optics Photonics conference (2018) and a session chair for the SPIE Optics + Photonics conference (2020). Avik enjoys communicating science broadly by contributing to Wikipedia and news articles, especially involving projects which increase the representation of women and racial minorities, such as Art+Feminism. Avik Dutt 于 2011 年获得印度理工学院( IIT )的学士学位,并于 2015 年和 2017 年获得康奈尔大学的电子计算机工程专业的硕士和博士学位。目前,他是斯坦福大学的博士后。他的研究领域涉及量子 / 非线性光子学、硅纳米光子学、拓扑物理、合成维度、频率梳和时间调制 / 非厄米系统。 Avik 曾荣获 Light: Science Applications 2020 年 7 月编辑选择的杰出审稿人,也是 2018 年物理学排名前 1% 的审稿人之一。他曾获雅各布斯奖学金( 2011 年)和苏黎世仪器论文奖( 2017 年),并在 Science 、 Nature Communications 、 Nature Photonics 、 Light: Science and Applications 、 Science Advances 、 PRL 、 Optica 和其他 OSA 、 APS 、 IEEE 和 ACS 期刊上发表了 30 多篇文章,自 2015 年以来被引超过 1000 次。他是拉丁美洲光学和光子学会议( 2018 年)的小组委员会成员和 SPIE 光学 + 光子学会议( 2020 年)的分会主席。 Avik 喜欢通过在维基百科和新闻文章中发表文章来广泛传播科学,尤其是涉及到增加妇女和少数民族代表性的项目,如艺术 + 女权主义。 同时,本次讲座还邀请到威斯康星大学的 Mikhail Kats 教授为大家带来精彩的主持。 每一期 iCANX Talks 直播结束后,都深受参会者好评,不仅为感兴趣的参会者和读者深度理解相关技术提供了帮助,也为研究生深入开展科研提供了一个很好的平台。更多精彩,尽在 iCANX Talks ,扫描二维码,关注更多精彩内容吧!
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​iCANX 大咖讲创新第五讲:融合双创的职业腾飞之路
张海霞 2020-10-20 14:40
​iCANX 大咖讲创新 第五讲 ·融合创新创业的大学生职业腾飞之路 讲座时间 10月20日(周二)20:00-21:30 讲座介绍 1、创新创业对职业发展的重要价值 2、大学生职业发展关键原理 3、社会机构选聘大学生的核心奥秘 4、大学生职业全路径深度优化步骤 讲师介绍 张 锐 万学教育科技集团董事长;教育部国创计划专家组副组长;教育部创新创业教育指导委员会委员;华为MVP(最具价值专家);北京华富嘉辰投资基金创始合伙人 ;人民大学,北京大学、清华大学、复旦大学,上海交大,浙江大学、南京大学等100余所高校企业导师;车库咖啡等多所创业孵化器首席战略顾问与导师。 张锐由于在大学生就业创业深度教育领域的研究与实践成果,被新华网、腾讯网、新浪网等评为中国教育行业十大杰出人物。 直播预约
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大咖讲创新| 第四讲-路演设计与表达艺术
张海霞 2020-10-11 09:50
​ iCANX 大咖讲创新 第四讲 ·路演设计与表达艺术 讲座时间 10 月13日(周二)20:00-21:30 讲座介绍 作为创新创业者,虽然你可能已对技术、数据、产品特性、前景规划了然于胸,但要将这些繁花建成花园,充满魅力地呈现在大众面前,却并不如想象般简单。对一些“技术控”来说,也许仅仅提到“公共表达”几个字,都足以令其眩晕。可是,在哈佛大学肯尼迪学院任教多年的布鲁克·威克斯提醒我们: 等待他人发掘自己的时代已经过去,这是一个主动者制胜的时代,没有人等待着你的“破茧成蝶”。 如何让你的路演有效、精准、巧妙地实现观念输出、引发兴趣、同情共感、实现影响?这既是创新实践的必修一课,也往往是成就创新项目的“临门一脚”。本章将聚焦五种路演表达中的常见病类型,为你开出对症下药的药方,一旦意识到并有能力抓住它们,你就比别人拥有了更大赢面,因为往往“你最大的问题就是没有意识到这是个问题”。 讲师介绍 吕 帆: 北京大学艺术学博士,现任北京大学党委宣传部宣传办主任,北京大学朗诵主持艺术团、朗诵艺术协会指导教师,中国教育电视协会高校电视专业委员会副秘书长,北京演讲学会学术顾问,《演讲与口才》杂志学术顾问。北京大学新闻与传播学院专业课《口语传播》、公选课《创新思维与表达艺术》主讲教师,《创新工程实践》、《在北大成为更好的自己》等课程专题版块教师,其中《口语传播》教学评估96.6分、《创新思维与表达艺术》教学评估最高为99.64分。 吕帆拥有丰富的主持、编剧、导演及策划经历,现任央视《朗读者》、《故事里的中国》、《中国文艺报道》、《衣尚中国》、《战“疫”故事》等知名栏目撰稿,曾获国家艺术基金、中国电视星光奖、中国电视剧飞天奖、第26届上海电视节白玉兰奖、中国视协青年编剧人才、中国高校出版社图书奖一等奖、北京大学青年岗位标兵、北京大学“青教赛”二等奖、北京大学继续教育精品项目及优秀个人、北京大学主持人大赛冠军等。
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iCANX 大咖讲创新第三讲 · 创新-卓越人生的基石
张海霞 2020-9-29 14:20
讲座时间 9 月 29 日(周二) 20:00-21:30 讲座介绍 古今中外,一切卓越的人都具有一个共同的特性,那就是创新的能力。而人类的历史的车轮之所以能够不断向前发展,所依托的核心也就是人类的创新能力。但在当下,科技的不断突破,不论是在互联网领域、半导体领域,或是生命科学领域、脑机混合领域,甚至是我们的生活方式、交通方式、学习方式都在发生着空前的巨变。人类正在进入一个前所未有的无人区以及一个极度不确定性的时代中,面对这样一个不安的时代,一个随时都可能颠覆的时代,一个随时都可能诞生出新的巨大机遇的时代,我们到底靠什么能力能在这样一个充满着机遇、挑战、压力的时代中实现自己心中的梦想?那就是两个字:创新。这次课程将重点和大家分享、讨论创新:卓越人生的基石这一话题。到底有什么方法可以让我们具备创新思维与创新能力,如何才能借助于创新能力让我们突破思维的禁锢 … 希望能借此拓阔我们的创新边界与能力,让人生插上创新的翅膀而展翅高飞! 讲师介绍 ​ 陈 根 知名科技作家,教授级高级工程师。哥伦比亚大学访问学者,波士顿大学博士后,南京航空航天大学客座教授,北京林业大学硕士研究生导师,华东理工大学创新创业导师。新华社内参成员,时任人民日报、 CCTV 、第一财经、澎湃、福布斯、凤凰网、新浪、网易等 30 多家主流媒体的特约评论员与专栏作家。出版专著 100 多部,并在国内外发行,涉及、金融、科技、地产、医疗、工业设计等多个领域。 曾多次为国家重大政策、改革建言献策。曾承担多项国家部委委托课题及相关项目评审,多次参与有关政策的制定讨论,内容涉及房地产调控、金融监管、医疗改革、智能制造、资本市场改革、教育改革等领域。 既有厚重的理论功底,又有丰富的实战经验。曾任央视大型纪录片《大国重器》特邀策划,承担过三星集团的五年战略规划制定工作和国家三峡二期机柜设计规划项目;曾协助多家企业成功 IPO ,顺利解决境内外融资等事项,也帮助多家大型企业成功处理重大危机事件。曾任多家上市公司顾问,在战略规划、企业转型、经营管理和资本运作方面均有突出成就。 扫码看iCANX直播 aom
个人分类: 科研心得|3880 次阅读|0 个评论
​iCANX 大咖讲创新第二讲 · 北斗星光赢创新时空
张海霞 2020-9-22 14:31
讲座时间 9月22日(周二)20:00-21:30 讲座介绍 讲座主要从以下五方面进行分享:(一)瞄准国家安全与战略的中国北斗全球系统的历程、优势与GPS等比较的特色;(二)新基建北斗PNT新时空物联与智慧产业发展、典型创新应用基础;(三)自主精密北斗芯片与精准格网增加技术突破;(四)课赛结合、任务驱动四商五力赢创新、创业实践体系构建、要点;(五)北斗+星光学生双创获奖作品案例介绍与启迪。 讲师介绍 邢建平 山东大学教授/博士/博导,山东大学创新创业学院/国际创新转化学院副院长、微电子学院集成电路系主任、实验中心主任 。教育部创新方法教指委委员、泰山产业领军人才、教育部新世纪优秀人才计划、全国万名优秀创新创业导师库人才、山东省青年科技奖获得者。担任中国卫星导航定位协会顾问团成员、中国通信学会IC分委会委员、山东省北斗新时空智慧产业发展协同创新中心主任、山东省创客协会理事长、山东省北斗产业联盟秘书长等。 研究方向:北斗导航通信系统应用技术;嵌入式电路与系统集成技术。承担了国家级重点、面上课题10项,省部级重点和一般课题20项。在GNSS卫星精密定位、特别是北斗高精度定位、通信导航方面进行了深入的研究,取得的成果为本项目的实施提供了扎实的理论基础和应用基础。中国卫星定位科技进步一等奖1项、二等奖2项、山东省技术发明二等奖、科技进步二等奖4项。2018年获得国家教学成果二等奖1项。发表学术论文100多篇,其中SCI和EI检索论文100余篇,已授权国家发明专利60项。担任iCAN国际大学生创新创业大赛中国组委会主席,指导学生获奖上百次,其中获得国际奖2项、特等奖(全国冠军)1项。 Talks.ican-x.com
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iCANX Talks 学术奥斯卡┃如何做好学术报告?
张海霞 2020-9-6 20:08
本周三晚上8点,iCANX Talks的中文直播 学术奥斯卡┃如何做好学术报告? 为什么要做这个讲座? 因为每个人都必须主动被动地站到舞台上, 但是绝大多数人把那一难得的机遇演砸了 成为了自己的至暗时刻! 是TA不想讲好吗? 不,不是! 是,没有人教过TA该怎么讲 这个公益直播就是专门教你怎么做好学术讲座的 演讲前的准备工作 直接决定了演讲的成败 该做准备 什么 ? 怎么准备? 演讲中的临场发挥 都是提前练好了的功夫 “念唱作打”这样的技术怎么练? 演讲的加分项有哪些? 问答环节是“狼狈不堪”还是“道高一丈”? ...... 关于学术讲座的问题 丰富的案例和经验的总结 尽在本周三晚八点的iCANX Talks直播! 学术奥斯卡 听完以后 保证 你卡我不卡!
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iCANX Talks 学术好莱坞┃现代科研论文的构思与写作
张海霞 2020-9-1 08:30
​ 讲座介绍 读 paper 写 paper 已经成为每一个科研人必备技能,但在修炼 “ 武籍 ” 时,总会遇到这样那样的瓶颈,文献充电徒有羡慕,动手实操瞬间崩溃,拿到数据无从下手,科研论文价不配位,科研还怎么搞?别担心,论文写作独家秘籍已送到,拿走不谢!李风煜教授以好莱坞导演的视角,用硬核的科学发现与研究,带你一起写出大片故事。 好莱坞故事写法 VS 现代论文写作 以好莱坞叙述故事、编辑镜头的技术为启发与借鉴,探讨如何进行科研论文的讲述方式、文章编排、布局,使得学术论文更加吸引人、更有可读性。 No.1 :文章框架 VS 电影框架 No.2 :故事构思 VS 主线支线 No.3 : 创新点 VS 电影泪点 No.4 :科学发现 VS 真善美 No.5 :沟通交流 VS 片花宣传 讲师介绍 李风煜博士,暨南大学化学与材料学院教授、博士生导师,仿生感知研究课题组负责人,国际电工协会印刷电子标准委员会专家, Adv. Mater., Adv. Mater. Interf., J. Mater. Chem. C, Sci. Rep. ,等知名学术期刊审稿人, Biomolecules: Open Access, The Open Chemical Engineering Journal, Current Catalysis, Current Nanomaterials, Recent Innovations in Chemical Engineering 等国际杂志编委,在高效复杂系统分析、柔性电子器件、智能材料以及印刷制造方面做出了一系列原创前沿性工作。 发表 SCI 论文 47 篇,影响因子大于 10 的学术期刊论文 15 篇, 15 次被选为期刊的封面 / 内封面文章,应邀在 3 本英文书籍中贡献专项章节。申请中国发明专利 5 项,国际专利 2 项,其中 2 项已获授权。 研究成果受到国际同行的高度关注,相继被 Nanowerk, ChemistryViews 和 MaterialsViews 等以研究亮点形式进行报道。 2015 年作为首批中国专家,在国际印刷电子标准委员会中提交中国首个印刷电子国际标准(关于印刷边界波浪起伏测定)。 2015 年作为执笔人参与起草中国印刷及设备器材工业协会《中国印刷产业技术发展路线图》。 多次在 ChinaNano 、 Small Science 、 Bioinspired Interfacial Materials with superwettability 、 Polymer Chemistry 等重要国际学术会议上做邀请报告并主持分会。获 2013 、 2016 年获化学所青年科学奖特优奖; 2015 年中国科学院科技促进发展奖二等奖(第九完成人); 2016 年北京市科学技术奖一等奖(第二完成人)。 诸位同学, 你还在犹豫什么? 虚心学习苦练武功 下一个学术明星就是你! 扫描上方二维码 查看直播讲座 本周三晚8点,iCANX Talks在线,不见不散!
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江湖后浪谁家强?︱iCANX研究生学术联赛完全获奖名单
张海霞 2020-8-24 09:34
​十大赛区耀东方, 三十导师比精良, 六十后浪抢登场, 六场比赛闪 光芒 , 十大评委点评强! 江湖后浪谁家 强? 学术联赛见真章!
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张海霞︱从iCAN到iCANX:我的战疫成绩
热度 7 张海霞 2020-8-18 09:44
2020-08-18 上周到青岛三利集团参访,深受创始人张明亮先生启发,看到他带着员工们在这次新冠战役期间取得了的成绩:研发定型18款新产品、所有资料全部整理归档、产品入库、捐款捐物救灾特别是72小时内驰援雷神山医院的供水系统等等,真的是令人难以置信,那我也来总结一下我在这次新冠战疫期间的工作和生活吧! 翻开自己的文件夹,在2019年12月31日,我写的2019年总结《蜕变2019》的最后一句话是: 期待2020,挑战不可能! 那时候临近放寒假,我和同学同事们还在按部就班地做着各项工作的收尾并准备过一个快乐祥和的春节,真没想到,前脚刚刚送同学们放假回家,后脚就开始了这过山车一般的新冠战役,一天比一天严峻地面临各种前所未有的问题、真的开始挑战一切不可能! 从春节开始这不确定的居家日子越来越漫长,以前工作紧张到365天几乎要200天不在家的日子,从春节开始突然变得连门都出不去了,怎么办?遥遥无期的春节假期、催人泪下的各种悲惨消息、越来越严峻的新冠战役,让原本喧嚣的日子一下子变得忧郁甚至是死一般的沉寂,人仿佛在沼泽地里不断地沉沦下去,感性的我忍不住写下来很多不少消极的诗句和文字,可是,不行啊!于是我开始重新规划—我称之为自救之旅。 1、学习 首先想到的是这次不确定的疫情长假是难得的充电时间,特别是心情和身体都不好的时候,唯一能做的就是看书了,于是重新布局了客厅作为书房,把书架和书籍都摆到触手可及的位置,反正也没有时间限制和黑白天的工作要求,尽情地看自己想看但是没时间看的书,这段时间大概精读略读了30本以上的书:人文历史、风土人情、创新创业、励志传记以及专业书籍还有小说,基本上都是看完了一本再牵连出另外的相关书籍,就连我之前最不感兴趣的政经类课本《资本主义》《科学社会学》这一类的书都饶有兴味地看了一遍,看这些书的原因我后面会讲。 所以,我在新冠战疫这几个月里, 第一个最大的战绩就是给自己充电、看了很多书,从专业和非专业的角度进一步充实了自己的知识库,更重要的是这些书籍进一步激发了我的很多思考。 2、 思考 平时太忙,很多问题在心头、想过但是没有时间去细想,这次有时间那就好好想想,各种时事都在自己眼前天天发生,加上这些年走遍全世界跟各个国家和不同文化的人接触,算是逐渐形成了自己的世界观,那么这一次的疫情波及全世界,正好再来深思一下这动荡不安的国际局势和它背后的文化冲突,还有书籍里这些哲人先贤们的深入思考也带给我另外的视角:世界的昨天、今天和明天,螺旋式前进的过程中作为个体和集体的经验教训,尽管无法逃避这一次又一次的天灾人祸,但是我们总该在这个痛苦的过程中留下自己的思考。 所以,我在新冠战疫这几个月里,第二大战绩就是比平时多了很多深入的思考,在思想认识上进一步提升了自己。有些形成了文字,更多的是落实在了行动上,成为指导我生活工作的基本哲理: 无论何时何地都坚持做自己该做的任何有建设意义的事,不盲目跟风、更不人云亦云、绝不雪上加霜。 3、 整理 当然,落实到行动上,第一件事就是整理:我把从2009年以来发在网上以及自己留存之前的文章进行了全面的归类整理: 各种杂文(非专业论文,2009-2019)共1341篇,全部按照日期和类别进行存档,又对其中特别值得分享的内容进行了录音和部分录像形成了10个专辑(《跟着海霞看世界》《跟着海霞教与学》《跟着海霞逛燕园》《跟着海霞培养娃》《跟着海霞学创新》等等)发布到iCANX创新学院、我的微信公众号霞客行以及知到等网站上,2020年开始到现在又写了88篇新文章,都归类整理,形成了良好的习惯。 专业论文(1999-至今)共408篇,全部按照年份和期刊/会议/专利/书籍等进行分类整理,建立了完善的目录方便检索;同时又把所有教过的48位同学在校期间的资料进行了整理和归类,也方便未来检索查找,希望这也能够变成一个好习惯,整理这些资料的时候就回想起跟每个同学相处的时光,真的是感慨万千。 整理的工作量是庞大耗时的,可以说是我这次疫情期间耗费时间和精力最多的一个工作,为什么?平时做得不好,没有形成好习惯:比如文件的命名和归类,没有建立自己的规则,所以资料很多杂乱无章,都是好东西但是找不到,或者不知所措。还有很多没有价值的东西一直保留,比如说2017年1月1日到7月20日半年多时间里写的200篇“鸡肋日记”!简直是庸人自扰的做法,这次整理时果断地删除了不少这样的资料,也为以后工作提了个醒儿:《没事儿千万不要写日记》! 生活和工作中都要学会去伪存真、及时断舍离,才能轻装上阵、不断推陈出新! 4、教学 说实话,这个疫情期间我遇到的最大挑战是我之前最擅长的事:教学!我是一个很敬业的老师,春季学期我有三门课:大一的专业课《集成电路实验班》,两门面向全校学生的公选课《创新工程实践》和《创新思维与表达艺术》,我三门课都是上了好些年的课,可是每学期我和一起上课的老师都要重新准备资料,放寒假前我们就已经把春季这三门课的资料都准备好了,可是计划赶不上变化啊!以开始觉得三月下旬能开学,上网课的事我就先来,因为我的《创新工程实践》是精品慕课,我有经验,可是没想到根本不是一回事:我之前的慕课是在北大指定的教室里设施齐全还有专门的工程师做直播服务,其他老师在他们的课堂上也是这样,可是这一次是在家里要自己全部搞定!真的是搞不定啊,更何况用的这些在线会议系统真的是不咋地:一个大脑袋在上面晃来晃去不说,PPT占据了所有版面,很多同学在家里上课都是穿着睡衣一副没睡醒的样子!真的是不行,我真的不喜欢!于是我开始选择了把内容都录下来,发资料和PPT给学生看再答疑的方式。开学前昏天黑地地把十几节课的资料都录好,裁剪成30分钟左右的片子,为此我把音视频剪辑都学会了! 可是效果真的不尽如人意,怎么才能做好呢?自己动手丰衣足食,受到同事陈江老师的启发,我和我的iCAN小团队开始在家里开发具有虚拟现实效果的直播技术,终于功夫不负有心人, 在3月底我们开发出了跨平台的iCANX虚拟现实直播技术,把我自己家的客厅装备成了直播现场,开始了我的全新教学生涯,iCANX全球科技直播也是在这个背景下诞生的! 从4月到现在的4个月,我已经累计做了不下50场的线上直播授课,收看的观众1000多万人,不仅是达到了很好的教学效果更是让世界受益,这真的是被逼出来的奇迹! 5、iCANX 3月底开发出新的直播技术以后,做了几场在线直播效果很好,一天晚上我在雨夜里散步,想我的学生:那些被困在家的同学们,已经3个月没有听到好的学术报告了!这对于一个正常成长期的研究生来说是很可怕的事,就像一个正在长身体的人吃不到饭菜一样,他们逐渐在失去做科研的感觉,这不行,我一定要让他们听到最好的科学家讲最前沿的科技,保持科研的热情和感觉,救救孩子们!于是我给我世界各地的科学家朋友们写邮件打电话:大家能不能上线来做讲座啊?!没想到John Rogers等一众大牛立马就答应了,名字我也很快就想好了: 以前是iCAN,现在是iCANX,这个X就是未知就是探索,让大家在这个平台上分享自己最好的科研成果,链接世界和宇宙!于是,iCANX全球科技前沿直播就这样在4月17日的周五晚上首播啦!首播就吸引了1万多名观众,这是以前国际会议不敢想象的效果,大获成功!紧接着就机缘巧合跟百度直播合作了:5月7日上线当日竟然有67万观众围观!到现在iCANX已经连续举办了18期,40余位科学家登上了iCANX的全球直播讲台,每一期都有30多万来自全球的观众收看,成了这次全球抗疫期间学术界的现象级表现! 这次疫情, 从iCAN到iCANX,它不仅是一次突破,更是一次创造和升华 ,iCANX打造了包括讲座、论坛、青年科学家奖、学术会议、研究生学术联赛等等一系列虚拟直播的线上活动,受益面大大增加的同时,科技逐渐变成了社会的时尚,在全球形成了一股新的学术交流模式! 6、科研成绩 尽管建立了新的学术交流和学习模式,可是科研工作还是受到了很大的冲击和影响,从寒假到现在7个月的时间,学生都没有返回学校返回实验室!我坚持每周跟我的研究生开会(疫情开始的时候,为了保持学生的状态我甚至一周开几次会),给他们布置非常具体的任务和写作整理计划:不能做实验就要尽快整理已经做过的实验和数据,写成论文或者技术报告,就这样,我和同学们在上半年停学不停研,互相鼓励和支持, 一共发表了7篇SCI期刊论文,还有2篇在评审之中,写了N多技术报告和两份专利申请书和一个项目申请书,更值得骄傲的是,截至到今天凌晨一点,我们一共完成了三本书稿交付出版社 : 《创新工程实践》,机械工业出版社,9月份印刷出版 《微型能量采集技术与主动式传感系统》,科学出版社,已经交稿,正在编辑审校; 《集成微纳系统的前沿技术》,北京大学出版社,是iCANX前21期的技术报告,已经于昨天晚上全部完成,交给编辑审校!这21期的视频资料正在与智慧树合作推出同名的公开课,下学期开始全球免费推广! 另外,春季学期Alice Wonderlab的四位毕业同学都顺利毕业不说,而且都评上了所在学校的优秀毕业生:宋宇和陈学先是北大的优秀博士毕业生,任中阳是福州大学的优秀硕士毕业生,崔进京是北京化工大学的优秀本科毕业生;郭行、王浩彬和项泽华同学则是评上了校长奖学金! 在这么艰苦的条件下,能够大家同心协力在半年的时间里有这样的成绩,真心不易,为Alice Wonderlab和参与iCANX的每一位同学感到骄傲! 7、不是结语的结语 当然这不是结束,人类的新冠战疫尚未结束,我们的努力也还在继续,在本学期的后半段,长期困在家里不能返校的同学们开动脑筋在家里搞起来自主创新,力所能及地开展了各种实验以及数据处理算法的研究,取得了非常令人惊讶的进展,下个月我们小组将有3-5篇新的论文投稿,一本新的英文书也正在准备打草稿中...... 尚未结束的战疫,不断进步的成绩,一直在线的努力!
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MIT&UIUC教授喊你今晚八点来百度听iCANX Talks 直播!
张海霞 2020-5-8 13:58
Go to the website for Live Talk Replay Directly https://talks.ican-x.com/ 今天(5月8日)晚上8点,大家期待已久的第四期 iCANX Talks(全球前沿科技直播)即将来袭,我们为大家邀请到了两位重磅嘉宾,其中一位是美国麻省理工学院 机械工程系方绚莱教授;另一位是伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩(香槟)分校(UIUC)电气和计算机工程系(ECE)的Donald Biggar Willett教授,及Nick Holonyak Jr.微纳技术实验室的轮值主任 李秀玲教授。 在前三期的iCANX talks直播中,每期吸引专业观众参会突破2万余人,由研究生组成的学术小组整理的学术报告也大受欢迎,形成了极具引力漩涡效应的高科技云端高峰会。 话不多说,先让小艾给大家详细介绍今晚的两位重磅嘉宾及演讲内容吧! Talk 1 光采集、可调声开关及其他 方绚莱 教授 美国麻省理工学院 机械工程系 课题组网页: http://web.mit.edu/nanophotonics/ 摘 要 未来的智能照明和窗口涂层能否为智能建筑带来高能效的制冷?印刷的彩色转换器能否带来具有高亮度、清晰的图像分辨率和超低功耗的下一代微显示器?最近,纳米光学材料的新物理以前所未有的规模激发了一系列对操纵、储存和控制信息和能量流动的关键探索。 在这次演讲中,我将报告我们最近在利用可伸缩的微/纳米结构控制光收集和转换过程方面的努力。这些新兴的光学材料有望应用于一系列重要的领域,从光学网络和芯片级光子传感器,到激光、LED和太阳能技术。例如,我将介绍我们最近的合作成果,通过对对金纳米结构形貌引导应力的研究,实现了纳米尺度结构上通用三维形状的转换。通过形貌导向的应力平衡,精确地实现了丰富的三维形状变换,例如纳米结构的屈曲,旋转和扭曲,并且可以通过我们的机械模型进行预测。得益于纳米级的三维扭转特性,在一个直观设计的三维类风车结构中实现了巨大的光学手性,并与无纳米剪纸(nano-kirigami)结构的非手性二维前驱体形成强烈对比。所展示的纳米剪纸结构以及奇异的三维纳米结构可以应用于广泛的纳米制造平台,并为探索功能性微/纳米光子和机械器件开辟新的可能性。 我还将介绍我们的先进设计和微/纳制造技术的发展,以便能够探索声波的结构化元结构。这些结构显示出通过宽带超材料对超声进行聚焦和重新布线的前景。 简 历 方绚莱教授于南京大学获得物理学学士和硕士学位,其后于加州大学洛杉矶分校获得机械工程博士学位,现任美国麻省理工学院机械工程系教授。在进入麻省理工学院之前,他曾于2004年至2010年在伊利诺伊大学香槟分校担任助理教授。方绚莱教授的研究领域着眼于纳米光子学和纳米制造,获得多项学术荣誉和奖励,包括美国机械工程师协会(ASME) Chao and Trigger Young Manufacturing Engineer 奖(2013年);国际光学委员会ICO奖(2011年);2010年受邀参加国家科学院工程前沿会议;NSF职业奖(2009年)和麻省理工学院技术评论杂志35位青年创新者奖(2008年)。 Harvesting Light, Tunable Sound Switches and Beyond Professor Nicholas Xuanlai Fang Department of Mechanical Engineering, MIT, USA Group Website: http://web.mit.edu/nanophotonics/ ABSRACT Will future of smart lighting and window coatings enable energy-efficient cooling in smart buildings? Can printed color converters lead to next generation micro displays with high brightness, sharp image resolution, and ultra ‐ low power consumption? Recently, exciting new physics of nanoscale optical materials has inspired a series of key explorations to manipulate, store and control the flow of information and energy at unprecedented dimensions. In this talk I will report our recent efforts on controlling light harvesting and conversion process using scalable micro/nanofabrication. These emerging optical materials show promise to a range of important applications, from optical networks and chip-scale photonic sensors to lasers, LEDs, and solar technology. For example, I will introduce our recent collaborative efforts on versatile 3D shape transformations of nanoscale structures by deliberate engineering of the topography-guided stress of gold nanostructures. By using the topography-guided stress equilibrium, rich 3D shape transformation such as buckling, rotation, and twisting of nanostructures is precisely achieved, which can be predicted by our mechanical modeling. Benefiting from the nanoscale 3D twisting features, giant optical chirality is achieved in an intuitively designed 3D pinwheel-like structure, in strong contrast to the achiral 2D precursor without nano-kirigami. The demonstrated nano-kirigami, as well as the exotic 3D nanostructures, could be adopted in broad nanofabrication platforms and could open up new possibilities for the exploration of functional micro-/nanophotonic and mechanical devices. I will also present our development of advanced design and micro/nanofabrication techniques, to enable exploration architectured meta structures for acoustic waves. These structures show promise on focusing and rerouting ultrasound through broadband metamaterials. BIOGRAPHY Nicholas X. Fang received his BS and MS in physics from Nanjing University, and his PhD in mechanical engineering from University of California Los Angeles. He is currently professor of Mechanical Engineering at MIT. Prior to MIT, he worked as an assistant professor at the University of Illinois Urbana-Champaign from 2004 to 2010. Professor Fang’s areas of research look at nanophotonics and nanofabrication. His recognitions include the ASME Chao and Trigger Young Manufacturing Engineer Award (2013); the ICO prize from the International Commission of Optics (2011); an invited participant of the Frontiers of Engineering Conference by National Academies in 2010; the NSF CAREER Award (2009) and MIT Technology Review Magazine’s 35 Young Innovators Award (2008). Talk 2 基于纳米制造的转化电子学、光子学和生物医药研究 李秀玲 教授 伊利诺尹大学厄巴纳-尚佩恩(香槟)分校 课题组网站:http://mocvd.ece.illinois.edu 摘 要 我们团队的主要研究领域是半导体材料和器件以及电磁学方向。我们专注于通过自下而上的生长和自上而下的加工来开发新型的结构和器件,从而给电子、光子学和量子技术,乃至于医学领域带来持久的影响。 在本次演讲中,我将介绍我们新近创新的两种纳米制造平台,它们旨在解决纳米制造和应用中的一些紧迫性问题。(1)一种非传统的各向异性蚀刻方法:金属辅助化学蚀刻(MacEtch),能够以前所未有的高纵横比,以及材料和结构的多功能性来实现自控的半导体纳米结构的自上而下制造;(2)一个三维自卷膜(S-RuM)纳米技术平台,用于实现包括电感、变压器和滤波器在内的无源电子元件的超微型化,其在射频集成电路(RFIC)、功率电子以及生物应用中具有广阔前景。 简 历 李秀玲教授分别在北京大学、加州大学洛杉矶分校获得学士学位和博士学位,随后在加州理工学院和伊利诺伊大学进行博士后研究,并且在II-VI公司(前身为EpiWorks公司)拥有相关的行业经验。她于2007年加入伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩(香槟)分校(UIUC),目前是电气和计算机工程系(ECE)的Donald Biggar Willett教授,及Nick Holonyak Jr.微纳技术实验室的轮值主任。目前已发表150多篇期刊论文,拥有20多项专利,并受邀在全球范围内进行了120多次演讲。基于上述丰硕的研究成果,李秀玲教授获得了NSF职业奖、DARPA青年教师奖和ONR青年研究人员奖。她在2017年、2018年和2019年分别被评为美国电气电子工程师学会(IEEE)、美国物理学会(APS)和光学学会(OSA)的会士。目前担任应用物理快报(Applied Physics Letters)的责任编辑和IEEE光子学会副主席。 Transform Electronics, Photonics, and Biomedical Research by Nanofabrication Xiuling Li http://mocvd.ece.illinois.edu Ni ck Holonyak Jr. Micro and nanotechnology Laboratory, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Illinois, Urbana-Champaign, IL 61801 ABSRACT My group's general interests are in the area of semiconductor materials and devices, as well as electromagnetics. We focus on developing innovative structures and device concepts through bottom-up growth 1 and top-down fabrication 2 approaches to bring lasting impact to the field of electronics, photonics, and quantum 3 technologies; and possibly medicine. In this talk, I will present two of the nanofabrication platforms we innovated recently and aim to address some of the pressing issues in nanofabrication and applications: (1) an unorthodox anisotropic etching method, metal-assisted chemical etching (MacEtch), that enables site-controlled semiconductor nanostructure top-down fabrication with unprecedentedly high aspect ratio and materials and structure versatility; 3,4 and (2) a 3D self-rolled-up membrane (S-RuM) nanotechnology platform for extreme miniaturization of passive electronic components, including inductors, transformers, and filters, for radio frequency integrated circuits (RFICs) and power electronics, as well as biological applications. 5-7 1.High Speed Planar GaAs Nanowire Arrays with fmax 75 GHz by Wafer-Scale Bottom-up Growth, Nano Letters, 15 (5), pp 2780-2786 (2015). 2.Anomalous modulation of a zero bias peak in a hybrid nanowire-superconductor device, Phys. Rev. Lett. 110, 126406 (2013). 3.Metal-assisted chemical etching in HF/H2O2 produces porous silicon, X. Li and P.W. Bohn, Appl. Phys. Lett.77, 2572 (2000). 4.“High Aspect Ratio β-Ga2O3 Fin Arrays with Low Interface Charge Density by Inverse Metal-Assisted Chemical Etching, ACS Nano, 13, 8, 8784-8792 (2019). 5.Three-dimensional radio frequency transformers based on a self-rolled-up membrane platform, Nature Electron. 1, 305-313 (2018). 6.“Monolithic mTesla Level Magnetic Induction by Self-Rolled-up Membrane Technology, Sci. Adv. 6, eaay4508 (2020). 7.“Towards Intelligent Synthetic Neural Circuits: Directing and Accelerating Neuron Cell Growth by Self-Rolled-Up Silicon Nitride Microtube Array,” ACS Nano, 8 (11), 11108 (2014). BIOGRAPHY Xiuling Li received her B.S. degree form Peking University and Ph.D. degree from the University of California at Los Angeles. Following post-doctoral positions at California Institute of Technology and University of Illinois, as well as industry experience at II-VI, Inc. (formerly EpiWorks, Inc.), she joined the faculty of the University of Illinois, Urbana-Champaign (UIUC) in 2007. She is currently the Donald Biggar Willett Professor in Engineering in the Department of Electrical and Computer Engineering (ECE) and the interim director of the Nick Holonyak Jr. Micro and Nanotechnology Laboratory at UIUC. She has published 150 journal papers and holds 20+ patents, delivered 120 invited lectures worldwide. Her research has been honored with the NSF CAREER award, DARPA Young Faculty Award, and ONR Young Investigator Award. She was elevated to be a Fellow of the IEEE, the American Physics Society (APS), and the Optical Society (OSA) in 2017, 2018, and 2019, respectively. She currently serves as a Deputy Editor of Applied Physics Letters and Vice President for Finance and Administration of the IEEE Photonics Society. 当然,除了两位重磅嘉宾,我们的主持人阵容也十分强大,分别是来自北京大学信科学院的张海霞教授和休斯顿大学的余存江教授! 相信大家都非常期待这四位神仙大佬会给大家带来什么样的高科技盛宴?小艾也很期待!
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张海霞︱iCANX Talks开讲嘉宾John A Rogers
张海霞 2020-4-16 12:27
【题记】 这个周五(4月17日)晚上8点(北京时间),iCANX Talks(全球前沿科技直播)隆重开播,开场嘉宾就是 John A Rogers, 这位美国最年轻的四院院士( 美国工程院院士、美国科学院院士、美国医学院院士、美国文理科学园院士 ),他的讲座是《 适用于人体的柔性电子与柔性微流控系统 》, 将介绍课题组近年来的一些核心技术和概念 , 欢迎大家在线大牛分享最新成果和科研经验! Soft Electronic and Microfluidic Systems for the Human Body 适用于人体的柔性电子与柔性微流控系统 John A. Rogers教授 生物集成电子中心主任 美国西北大学 课题组主页: http://rogersgroup.northwestern.edu 学术大牛养成记: John Rogers 谈科研经验 【题记】 John Rogers 是柔性电子领域炙手可热的领军人物,美国最年轻的两院院士,几年前请他来北大做过讲座,非常轰动,他的科研经验值得学习,特别是坚持每天早上五点前到办公室开始工作这一点,勤奋是成功的第一要素,古今中外概莫能外! 【 John A. Rogers 简介】 约翰 A 罗杰斯教授于 1989 年本科毕业于德克萨斯州大学奥斯汀分校,获物理化学学士学位; 1992 年硕士毕业于 MIT ,获物理化学硕士学位; 1995 年博士毕业于 MIT ,获物理化学博士学位。 1995-1997 年,罗杰斯教授获得了哈佛大学 Junior Fellow 的资助。在此期间,罗杰斯教授同时成立了 Active Impulse Systems 公司,用于产业化他博士期间开发的一些列技术。罗杰斯教授在 1997 年加入贝尔实验室,担任凝聚态物理研究部门的技术员,并在 2000-2003 年担任该部门的主任。 2003-2016 年,罗杰斯教授任职于伊利诺伊大学厄巴纳 - 尚佩恩分校,担任 Swanlund 讲席教授(该校最高荣誉),主要任职于材料科学工程系,并在化学系、生物工程系、机械工程系、电子与计算机工程系兼职,同时担任担任纳米科学与工程中心 - 纳米加工分部的主任。 2009-2012 年,罗杰斯教授担任 Seitz 材料实验室主任。罗杰斯教授于 2016 年 9 月加入西北大学,担任 Louis Simpson 与 Kimberly Querrey 教授,任职于材料科学与工程系、生物医学工程系、机械工程系、电子与计算机工程系、化学系、以及神经外科系,同时担任生物集成电子中心主任。 罗杰斯教授的研究方向微米纳米加工技术、电子光电子器件、生物集成系统等。他已经发表超过 650 篇论文,获得了超过 70 项专利授权并在各大公司及他所创建的多个初创公司广泛使用。罗杰斯教授为美国工程院院士( 2011 )、美国科学院院士( 2015 )、美国医学院院士( 2019 )、美国文理科学园院士( 2014 ),电气电子工程师学会会士( IEEE, 2009 )、美国物理学会会士( 2006, APS )、材料研究会会士( MRS, 2007 )、美国科学促进会会士( AAAS, 2008 )、美国国家发明家学会会士( NAI, 2013 ) , 获得的奖项包括: Benjamin Franklin 奖章( 2019 ), MRS 奖章( 2018 ), Samuel R. Natelson 奖( 2018 ), Nadai 奖章( 2017 ) IEEE EMBS Trailblazer 奖( 2016 ), ETH Zurich Chemical Engineering 奖章( 2015 )等。 访谈: John A. Rogers 谈科研经验 Energist 能源学人 近日,能源学人受到 Nature 会议 —— 柔性电子与未来展望会议方(西北工业大学和自然科研共同主办)的邀请,对柔性电子领域的顶级学者进行了专访。 能源学人 :您在科研中如何获得原创性的灵感或者想法? Rogers 教授 :我不知道,都是来自于上帝(哈哈 ...... )。不过做有些事情肯定可以增加获得灵感的概率。 第一,多与学者交流,参加学术会议 ,比如这个自然柔性电子会议。与同行交流可以获得帮助和灵感。多听听该领域的挑战,多思考解决方法。比如,对于柔性电子这一多学科交叉领域,一个人很难在很多领域都成为专家,所以团队以及人员合作都非常重要。我对柔性电子在医疗保健方面的应用很感兴趣,那么与医生、护士、病人交流,可以知道医院里是怎么回事,柔性电子可以用在哪里。有时当你弄懂问题的同时也就有答案了,同时还可以帮你找到新的科学研究课题。 第二,建设好的团队 。有时学生、博士后也会有他们自己的想法,这时你可以在他们想法的基础上得到更好的想法。 通常一个好的想法并不是从某一个单一的想法得到的。每一个想法可以给出一个闪光点,这样很多想法叠加在一起,就可以得到很大的进展。 如何在科研中获得好的创新想法,是一个很有趣的问题,也不太好回答,这些是对我们来说很好的途径。 能源学人 :请谈一谈柔性电子在活体应用方面的未来展望 Rogers 教授 :我们曾从诊所和病人那里了解到这一领域还有很多方面需要改进。电子器件在活体应用方面有诸多优点,比如成本更低,效率更高,可以在医院外面使用,等等。 目前的可穿戴柔性电子器件主要是测试物理信号,比如运动、应力、温度等,都是生物物理方面的。但是在身体化学方面的检测做的还不够好,所以生物化学传感器仍然是一个巨大的领域需要发展。 比如,怎样无损检测血液中的化学成分,仍然需要新的技术、新的想法和新的传感器。当然,最终的电子器件是要既能检测生物物理信号,也要能够检测化学信号,这样才能更确切的知道活体的健康状况。不过我觉得没有哪种传感器可以一次就把所有的信号都检测出来,我们需要同时做很多次检测。这是未来硬件方面的一个挑战。除此之外, Rogers 教授觉得数据分析、机器学习、人工智能将能从这些大量的检测结果给出一个健康评估,这也将是一项巨大挑战。 怎样从这些精确的检测里得到有用的信息非常重要,不过这些不是我所擅长的,希望将来能够跟软件工程师、硬件工程师一起合作。 能源学人 :您曾在贝尔实验室的工作过,这一段的经历对您科研有何影响? Rogers 教授 :贝尔实验室的工作经历对我很有价值,因为贝尔实验室建立了一套如何做有影响力科研的成功模式,可以说贝尔实验室对科学家来说是有史以来最成功的实验室。这个从贝尔实验室获得诺贝尔奖的科学家的数量,以及贝尔实验室在电信、晶体管、太阳能电池、激光、 CCD 相机等等很多新技术领域的影响都可以证明。在我的实验室,我们尽力做到贝尔实验室的模式。 我们从对基础科学问题的解决过程中发现新的创新性技术,比如新的测试、新的潜能等。 贝尔实验室研究晶体管,因为他们想得到更好的转换器。他们研究半导体完全是从纯科学问题出发的,然后看科学问题可带来什么样的技术。 我们实验室也会研究很多科学问题,但我们对新技术也很感兴趣。从另一方面说,研究经费是来自于纳税人,我们希望我们的研究成果能提升健康医疗水平。我们所做的不是对已有技术的改进,而是从事基于科学问题的新技术、新发现。另外, 贝尔实验室非常注重合作。一般在大学里,每个教授都是自己拥有独立实验室。而在贝尔实验室,做材料、物理、电子工程等方面的研究者们都在一起工作。 我觉得这是一种非常有效的工作模式,所以我们实验室通常比其他实验室与外界有更多的合作。我们的工作属于多学科交叉领域,实验室有学材料科学的、生物工程的、力学的、物理的、化学的等等各个领域的,所以我们实验室也像一个小的贝尔实验室。关于如何在多学科交叉领域取得成果,我建议每个人都建立自己的类似 T 型的知识体系,在某一方面深入研究,然后在其它方面有所涉猎,这样大家合作更容易取得大的突破。 能源学人 :能否谈谈您对 2018 年自然柔性电子会议的期待? Rogers 教授 :通常,科学讨论能够带来新的想法和研究方向。一方面,像自然柔性电子会议,这样的一个国际会议,把不同方向的科学家聚集在一起,可以展示柔性电子不同方面的想法和发展,并有可能产生新的研究方向、改进的材料技术等。特别是这个会议,把中国、美国、德国、英国等不同国家的科学家聚集在一起,不仅是多学科,而且是很国际化,这非常有利于合作,有利于解决健康医疗方面的问题。另一方面,因为这个会议是在中国举办的,那么全球都会知道中国在柔性电子方面的投入,希望这也会给其他国家起到示范带头的作用。在柔性电子方面的研究不仅仅是学术问题,也一定会带来新的商业化技术。由于中国强大的制造能力,那么中国在柔性电子方面的投入,将不仅带动科学的发展,更会在一个很高的层面促进商业化技术的实现,并使其全球化。我个人非常期待看到中国在柔性电子方面的领头作用。我曾参观中国杭州和日本的柔性电子研究中心以及企业的时候,感到很震惊。并且这次会议后,会议结束后,我将会再次前往杭州,希望寻求更多的产业合作。
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