X-Doctor
2024年,iCANX推出X-Doctor专栏,聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现,每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路,独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力,见证这些创新的力量。
第27期,X-Doctor将带你走近澳大利亚国立大学傅岚教授,感受一下她在太阳能电池等光电器件及其光子学集成的深耕细作。
量子阱、量子点、纳米线,提起这些词汇时,我想有一个人是一定要提到的,她就是傅岚。
傅岚教授是澳大利亚国立大学(ANU)的终身教授,同时也是物理学院电子材料工程系的主任。她在1996年获得了中国科学技术大学硕士学位,并于2001年在澳大利亚国立大学取得了博士学位。傅教授在学术界拥有深厚的背景,是III-V族半导体领域的知名学者。
傅岚教授的研究重点集中在金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长的低维III-V族半导体结构,如量子阱、自组装量子点和纳米线等。她的工作涉及设计和制造太阳能电池、LED、激光器、光探测器等光电器件及其光子学集成。
傅教授已经发表了200多篇出版物,包括150余篇期刊论文,并撰写了3本书籍章节。她在学术界的影响力广受认可,曾获得IEEE Photonics Society研究生奖学金、澳大利亚科研基金委(ARC)博士后基金、英国女王伊丽莎白二世(ARF/QEII)研究员基金、ARC未来学者基金和IEEE Photonics Society杰出讲师奖等多项荣誉。
面对高质量科研成果,她功成不居。她说这是团队努力的成果,所以她感恩合作者、感恩团队里的学生,感恩一直以来对他们给予关注并支持的人。
傅岚教授不仅在科研领域取得了卓越成就,还积极参与学术服务工作。她是IEEE Nanotechnology Council Chapters & Regional Activities Committee的现任主席,同时担任IEEE Photonics Journal及Opto-Electronic Advances的编委。此外,她还是澳大利亚科学院国家材料科学与工程委员会的现任副主席以及澳大利亚材料研究学会(AMRS)执行委员会的副主席。
2023年,傅岚教授被澳大利亚Cosmos杂志评为“50位澳洲前沿科学女性代表”,她的研究不仅推动了科学进步,还为社会培养了一批具有批判性思维和解决问题能力的科研人才。傅教授说:“科学不仅仅是实验室里的探索,更是对人类知识和技术边界的不断挑战。”
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研究领域与重点
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傅岚教授的研究领域集中在低维III-V族半导体结构,这些结构以其独特的电子和光学特性在现代光电器件中扮演着关键角色。量子阱、自组装量子点和纳米线等低维结构由于其高表面积与体积比和可调控的能带结构,为实现高性能光电器件提供了物理基础。
在光电器件设计与制造方面,傅教授的研究成果涵盖了从太阳能电池到LED、激光器和光探测器等多个领域。她的团队通过精确控制材料的组成和结构,实现了器件性能的显著提升,为高效能量转换和先进光通信技术的发展做出了重要贡献。
傅岚教授在光电子集成技术方面也取得了突破性进展。通过将不同功能的光电器件集成在一个芯片上,她的研究推动了高度集成的光子/光电系统的发展,这对于构建下一代通信网络和高性能计算平台具有重要意义。
在太阳能电池领域,傅教授的研究专注于通过开发新型结构和材料,纳米器件表征技术,不断优化和提高纳米结构太阳能电池的设计和光电转换效率。
在光探测器与成像技术方面,傅岚教授的研究团队开发了多种新型探测器,包括高速光电探测器和高灵敏度成像传感器。这些探测器在生物医学成像、环境监测和国防安全等领域有着广泛的应用前景。
图中演示了在两个主要峰处具有强电致发光的纳米线阵列LED,分别源自轴向和径向QW,并控制了这两个峰的相对发射
傅岚教授的研究还涉及到材料科学的多个方面,包括新型半导体材料的合成、表征以及其在光电器件中的应用。她的团队利用先进的表征技术深入理解材料的物理特性,为器件设计和优化提供了坚实的科学基础。
傅教授的研究不仅限于电子工程领域,还与物理学、化学、材料科学等学科交叉融合,形成了跨学科的研究特色。这种跨学科的研究方法为解决复杂的科学问题提供了新的视角和解决方案。
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教育与学生培养理念
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在学术上,她建议学生们以读书的方式来充实自己,面对失败,要多花时间去思考为什么,不要急躁,要学会发现问题并解决问题,而不是一味地抱怨。
傅教授认为,教育的核心在于培养学生的批判性思维和解决问题的能力。她鼓励学生不仅要掌握专业知识,还要具备跨学科的视野和创新精神。傅教授常说:“知识只是开始,思维的方式和解决问题的能力才是关键。”
在培养学生时,傅教授注重将实践与理论相结合。她通过实验室研究项目,让学生参与到前沿科学的探索中,从而提升他们的科研能力和实际操作技巧。
她说过:通过博士阶段的学习,我希望看到我的学生逐渐展示出提出新研究想法的能力,变得越来越独立,能够管理研究进度并完全掌握他们的研究课题。更重要的是,我希望他们提高各方面的能力,让自己变得自信,并为找到工作做好准备,无论是在学术界还是学术界之外,都能在未来的职业生涯中取得成功。
她的许多学生已经成为各自领域的科研骨干和学术带头人。傅教授常说:“看到学生们取得成就,是我最骄傲的时刻。”
傅岚教授与Chennupati Jagadish教授及学生合影
正如傅岚教授说过的那样:“科学和艺术是相辅相成的,保持兴趣爱好是缓解压力、激发创造力的重要途径。”在实际生活中,她也在践行着这句话。
傅教授在个人生活中拥有广泛的兴趣爱好,这为她繁忙的科研工作提供了良好的平衡。她的兴趣包括阅读侦探小说、观看侦探类影视作品,这些爱好反映出她对细节的关注和对逻辑推理的喜爱。她积极参与芭蕾舞、瑜伽和普拉提等身体锻炼活动,这些运动不仅帮助她保持身体健康,也提高了她的精神状态和工作效率。
傅岚教授不仅是一位杰出的科学家和教育家,她还通过自己独特的教育理念和实践,为无数学生的成长和成功铺平了道路。她的故事和成就,正如她所说的那样:“教育不仅是传授知识,更是点燃学生心中的智慧之火。”
傅岚教授深知科学普及的重要性,她积极参与各类科学普及活动,致力于将复杂的科学知识以通俗易懂的方式传达给公众。她通过公开讲座、媒体采访和网络平台等多种途径,分享自己的研究成果和科学见解,提高公众对科学技术的认识和兴趣。傅岚教授是 iCANX 的联合发起人,多次参与到 iCANX Talks 的直播当中。
2022年4月8日晚 8:00, iCANX Talks第92期,傅岚教授为我们带来了学术报告《Quantum Well Nanowire Arrays for Optoelectronic Integration – from nanoworld to metaverse量子阱纳米线阵列的光电集成应用 – 从纳米世界到元宇宙》,在此次分享中,她介绍了通过晶面生长控制实现基于金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 的高度均匀的 InGaAs/InP多量子阱纳米线阵列的选区外延生长,并展示通讯频段的高速微型LED和光电探测器阵列器件,以用于打造下一代高度集成的光子/光电系统和备受期待的元宇宙。扫码可查看回放。
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