今天我们将带大家深入解析香港大学 物理系的博士生导师Prof.Xie，通过这样的“方法论”，让大家学会如何从了解一个导师开始，到后期更好地撰写套磁邮件及其他文书。
研究领域解析和深入探讨
教授是香港大学物理系教授，主要从事半导体表面结构、表面科学分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)和生长动力学研究。分子束外延技术是一种在超高真空环境下生长高质量晶体薄膜的先进方法，被广泛应用于半导体器件制造和新型材料研究。
在半导体表面科学领域，教授主要关注的是利用分子束外延技术研究低维材料的生长及其表面特性。分子束外延技术是在超高真空环境下精确控制材料生长的先进方法，能够原子级精度地制备各种半导体薄膜和异质结构。教授的研究团队专注于二维过渡金属二硫族化合物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDs）如MoSe2、WSe2等材料的生长机制和性能研究，这些材料因其独特的电子、光学性质，在新一代纳米电子器件和光电子器件应用中具有巨大潜力。
教授团队利用扫描隧道显微镜/谱学（STM/S）、紫外光电子能谱（UPS）等表面表征技术，深入研究所生长材料的原子结构和电子特性，为理解量子尺度效应提供了重要依据。此外，教授团队还在二维磷、蓝磷和碲等新型二维材料的外延生长方面取得了开创性成果，为拓展二维材料家族做出了重要贡献。
精读教授所发表的文章
1."Single-Layer MoSeN – a Synthetic Janus Two-Dimensional Transition-Metal Compound Grown by Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy"
（发表于2025年4月的2D Materials）
研究展示了团队在二维Janus结构材料研究方面的突破性进展。Janus结构是指材料上下表面原子组成不同的非对称结构，这种结构赋予材料内在的电偶极矩，对于新型光电器件具有重要应用前景。通过等离子体辅助分子束外延技术，教授团队成功合成了单层六方相极性Janus MoSeN结构，这在原子价不匹配和Janus结构引起的内在应变情况下实现，是一项重要的技术突破。
2."Theoretical Design and Synthesis of Metal–Inorganic Frameworks Using Host Atom-Centered Building Blocks for Efficient Catalysis with Diverse Reactive Sites"
（发表于2024年12月的Advanced Functional Materials）
研究展示了教授团队在金属-无机框架材料设计与合成方面的创新成果。这类材料通过原子级精确控制，可以创建具有多样化活性位点的催化材料，在能源与环境领域具有重要应用价值。
3."Tuning the atomic and electronic structures of mirror twin boundaries in molecular beam epitaxy grown MoSe2 monolayers via rhenium doping"
（2024年4月发表在2D Materials）
探索了通过铼掺杂调控MoSe2单层材料中镜像孪晶边界的原子和电子结构的可能性。这种界面工程手段为调控二维材料的电子特性提供了新思路。
4."Formation mechanism of mirror twin grain boundaries in molecular beam epitaxy grown monolayer WSe2–MoSe2 lateral heterojunctions"
（2023年发表）
文章深入研究了二维材料生长过程中的界面相互作用和台阶效应，解析了材料生长的微观机制，为大面积高质量二维材料外延生长提供了理论指导。
教授的学术地位
教授在半导体表面科学和二维材料外延生长领域具有杰出的学术地位和影响力。作为香港大学物理系教授，他不仅担任过该系主任（2017-2019年），还曾任香港物理学会主席（2011-2013年）和副主席（2009-2011年），同时也是中国物理学会表面科学分会委员（2003年至今）和半导体物理分会委员（2005-2015年）。这些学术职务反映了教授在国际和区域学术界的高度认可。
- 发表的学术论文教授的研究成果在国际顶级期刊如Advanced Functional Materials、2D Materials、Advanced Science、APL Materials和Natural Sciences等发表，表明其研究质量和影响力获得了学术界的高度肯定。根据研究门网站（Research.com）的资料，教授在凝聚态物理学和拓扑绝缘体领域进行了深入研究，并在量子力学和电子学交叉领域取得了重要成果。
- 教授在二维材料研究领域的主要贡献体现在以下几个方面：首先，在分子束外延生长二维过渡金属二硫族化合物方面，教授团队开发了低温大面积生长单晶MoSe2和WSe2单层的技术，解决了高质量薄膜生长的关键问题。这些成果为二维材料的实际应用奠定了材料基础。
其次，教授团队在二维材料的界面现象研究方面取得了突破性进展，揭示了镜像孪晶边界的形成机制及其对材料电子结构的影响，为二维材料界面工程提供了新思路。
第三，教授开创性地合成了多种新型二维材料，如二维蓝磷、一维磷链、β-碲烯超薄层等，扩展了二维材料家族，为探索新奇量子现象提供了物质基础。
此外，教授团队在单层MoSe2和WSe2的Tomonaga-Luttinger液体行为研究、Janus结构二维材料的合成等方面也做出了重要贡献，这些工作推动了二维材料领域的前沿发展。
- 应用方面的重要潜力教授的研究成果不仅具有基础理论意义，在应用方面也具有重要潜力。其团队开发的高质量二维材料外延生长技术为未来高性能电子器件、光电子器件的研发提供了关键材料基础，研究的新型二维材料和异质结构在量子信息、能源转换等领域展现出广阔应用前景。
有话说
基于对教授研究工作的深入理解，可以从以下几个方面展开创新思考：
- 二维材料界面工程的新思路教授团队在二维材料界面结构研究方面取得了重要进展，特别是对镜像孪晶边界的形成机制和电子结构的系统研究。这些一维缺陷结构往往展现出与本体材料截然不同的电子性质，如金属性导电通道。未来研究可以围绕如何精确控制这些界面缺陷的密度、分布和取向展开，通过界面工程手段调控材料性能。一个有趣的研究方向是利用这些一维金属通道构建复杂量子电路，或通过界面缺陷调控二维材料的热学、光学性质，开发多功能器件。
- Janus结构二维材料的拓展与应用教授团队在Janus结构MoSeN材料的合成方面取得了突破性进展。这类材料由于上下表面原子组成不同而具有内在电偶极矩，可以用于压电、铁电和非线性光学器件。未来研究可以探索更多Janus结构二维材料体系，包括不同过渡金属和非金属元素的组合，研究元素组成对材料性能的影响。此外，将Janus结构材料与其他二维材料构建垂直异质结，研究界面电荷转移和能带对齐，也是一个充满潜力的研究方向。
- 二维材料的可控掺杂与性能调控教授团队通过铼(Re)和铌(Nb)等元素掺杂MoSe2，研究了掺杂对材料结构和电子性质的影响。掺杂是调控半导体材料性能的重要手段，但在二维材料中实现精确可控掺杂仍面临挑战。未来研究可以探索更多掺杂元素和掺杂策略，如原位掺杂、等离子体辅助掺杂、替位掺杂与间隙掺杂的比较研究等，系统建立二维材料掺杂理论与技术体系。同时，研究掺杂对材料光电性质、磁性、超导等量子现象的影响，为功能器件设计提供理论与实验基础。
- 低维量子材料的拓扑性质研究教授团队在二维磷、碲等材料的研究中涉及了拓扑绝缘体相关研究。拓扑量子材料是凝聚态物理的前沿研究方向，具有重要的基础科学意义和应用前景。未来研究可以进一步探索二维过渡金属二硫族化合物的拓扑性质，特别是通过应变、电场、光场等外场调控拓扑相变，研究边界态的量子输运特性，为拓扑量子计算提供材料基础。
- 分子束外延生长技术的创新与突破教授团队在分子束外延生长二维材料方面积累了丰富经验，特别是在大面积单晶薄膜生长方面取得了重要进展。未来研究可以进一步探索分子束外延技术与其他生长技术的结合，如等离子体辅助生长、脉冲激光沉积辅助生长等，开发更加精确高效的材料生长方法。此外，探索人工智能辅助材料生长参数优化，实现自动化精确控制生长过程，也是一个极具前景的研究方向。
- 二维材料异质结构的新奇量子现象研究教授团队在WSe2-MoSe2侧向异质结等研究中探索了异质结构的形成机制和性质。二维材料异质结由于其独特的能带对齐和界面相互作用，往往展现出丰富的物理现象，如层间激子、莫尔超晶格效应等。未来研究可以设计更为复杂的异质结构，探索层数、堆叠角度、应变等因素对材料性质的影响，研究强关联电子体系中的新奇量子态，如莫尔绝缘体、拓扑超导等，为量子信息技术提供新型材料平台。
博士背景
Felix，美国top10学院物理学系博士生，专注于量子计算和凝聚态物理的交叉研究。擅长运用量子场论和拓扑量子计算方法，探索拓扑绝缘体和超导体中的新奇量子态。在研究Majorana费米子在量子计算中的应用方面取得重要突破。曾获美国物理学会最佳学生论文奖，研究成果发表于《Nature Physics》和《Physical Review Letters》等顶级期刊。
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
