学生简介

高 兴

2021级英才计划物理学科学员，就读于北京市育英学校，师从北京大学赵子强老师。在英才计划学习期间刻苦认真，利用学业课余时间完成了研究课题“在熔融玻璃表面石墨烯的制备和表征”，通过理论学习和实验，圆满完成了课题，实现了英才计划的培养目标。

导师简介

赵子强

北京大学物理学院重离子物理所研究员，从事离子束应用方面的研究工作，主要研究方向是离子束在纳米材料制备中的应用和离子束模拟反应堆环境研究材料损伤，近5年在离子束领域中发布了优质论文16篇。具有丰富的科研项目和人才计划经验，主持了国家自然科学基金面上项目“重离子束在光子晶体研究中的应用”、国家自然科学基金面上项目“离子束/团簇离子束纳米表面加工及其应用”、国家自然科学基金重点项目“荷能离子团簇与介质相互作用”等。

格物致知 英才方兴

我叫高兴，今年16岁，来自北京市育英学校高二（三）班，在校成绩优异，品学兼优，曾多次荣获海淀区和学校“三好学生”奖励。自2020年加入英才计划已经1年多时间了，在这1年多的学习研究中，我学到了知识，总结了方法，真切体会到了科研工作者在研究中的艰难、一次次失败后的失落与获得成功时的喜悦。

2020年11月，通过学习成绩和各项能力的严格筛选，我一路过关斩将入选了英才计划候选人名单。在准备面试时，越是了解，就越体会到这次科研活动的不凡之处：各大名校都为这次活动投入了大量的师资，让还在高中学习的我们拥有了与资深学者一起学习、获得他们指导的宝贵机会。抱着一定要入围的决心，我认真准备，研读大量物理学科方面的学术文章和最新的物理资讯，撰写读书笔记，并多次向学校物理老师请教，经过认真准备，在面试中表现优异，最终赢得了导师的认可，成为了北京大学物理学院重离子物理研究所博士生导师赵子强的学员。

入选英才计划后，我选择了“核孔膜”作为研究方向，导师和学长为我安排了详尽的研究计划，使我能够在不耽误学习的情况下充分利用时间，全身心投入到科研活动中去。我倍加珍惜这个千载难逢的学习机会，下定决心一定要完成好这次的学习任务，为英才计划交上一份满意的答卷。

研究刚开始时，我只能通过百度百科等网站了解核孔膜，是导师和学长教会了我利用中国知网和镜像等方式查阅资料，大大提高了研究效率。在研究过程中，我会将平时查阅论文中遇到的问题都记录下来，1周向导师请教一次，导师都会耐心地答疑解惑，为我敞开知识的大门。在思考如何将核孔膜与可佩戴汗液式传感器结合时，我遇到了诸多问题，研究有些停滞不前，导师在百忙中抽出时间对我进行详细地指导，一步步引导我、帮助我，让我看到了继续研究的曙光。但打击却还是不期而至，由于知识水平和研究条件的限制，我不能将这个项目继续进行下去，虽然感到十分挫败，但我并没有放弃。在导师的建议下，我决定重新开始，开启对石墨烯的研究之路。

第二次的研究课题虽然起步有些晚，但由于研究方向与知识水平匹配，比第一次快了很多。有了之前查阅资料的经验，我很快便充分了解了石墨烯的相关知识。在大量的理论积累基础上，便开始了在实验室中的研究。我选择了化学气相沉积法(CVD)进行石墨烯生长，化学气相沉积法在如Cu等金属上可进行良好的生长。然而，目前这种路线受到内在因素的影响，要投入应用必须进行冗长而混乱的转移过程。为了进一步将石墨烯与靶标结合，我试图绕开复杂的转移步骤，希望能在绝缘衬底上直接生长石墨烯。最终，我选择了在实际应用中需要的石墨烯玻璃进行实验。在玻璃的选择上，考虑到石英玻璃造价昂贵，不贴合实际生产，同时会有石墨烯成色不好的问题，所以尽管普通玻璃在高温环境下会熔化，我还是决定用它进行尝试，并最终确定了研究课题——在熔融玻璃表面石墨烯的制备和表征。

在7月底的英才计划中期汇报上，我详细介绍了石墨烯的特点、性质和在实验室中制备石墨烯的设备，以及目前已经取得的阶段性成果。记得当时通知我具体汇报时间时，我已经确定了暑假出行计划，出行时间正好与汇报时间冲突，但我没有放弃的打算，依然认真准备，用两部手机在火车上完成了视频汇报，真是一次难忘的经历。

在实验过程中，我遇到了两个问题，第一个是在熔融状态下玻璃产生了表面张力，这导致石墨烯生长在了一个球体或半球体上，无法把它应用到实际生产中；第二个问题是使用化学气相沉积法(CVD)生产石墨烯需要900～1000摄氏度的高温，受制于普通玻璃的性能，生长完石墨烯的玻璃在退火过程中常常出现开裂的问题。为了解决这两个棘手的问题，我在各个网站不断搜集资料，一有时间就去实验室做实验。导师手把手地带着我进行操作，为我讲解实验仪器工作原理，原本枯燥的研究在他的讲解下变得生动起来。经历半年多的研究后，最终圆满地解决了这两个问题。在后期的整理工作中，在对研究成果进行了梳理后，对所做项目的理解程度也在总结思考中进一步提升。在英才计划临近尾声时，通过选拔，我申请参加了国际交流遴选的答辩。我准备了全英文的课题介绍论文和PPT，尽管高二学习任务非常繁重，我还是利用一切有限的时间，一遍遍地练习着全英文的答辩内容。答辩结束时，三位答辩组成员提出了很多专业性问题，我都对答如流，最终得到了大家的一致认可，评价“非常好”。在那一刻，我激动到眼泪都要流出来了，一年的努力没有白费，终于得到了专家的肯定。

英才计划带给我的成长是多方面的，除了在这个领域学习到了大量的理论知识和实验操作本领外，我还掌握了开展科研的流程，即提出问题→了解国内外研究状况→界定课题和研究目的→确定研究的步骤与方法→反复进行预试验→进行正式实验→进行反思。在这些步骤中，除了提出问题，导师告诉我最重要的一步是设计实验。许多科研成果并不是在实验中得到的，而是在不断地反思、构想和设计实验中取得的。

通过英才计划，我对科研工作也有了一定的认识。科研中的学习和高中课程学习最大的区别就在于要求研究人员从海量的文献中总结出一套自己的逻辑，而不是对书本的生搬硬套。比如作研究报告时，我体会到科研报告就像一个画展，画家办每一个画展都有自己的主题，虽然他画了各种各样的画，但是会把有共同主题的画集中在一起表达主题思想。科研报告也是如此，是对学科知识的提炼和升华。