01、项目概览
香港中文大学(深圳)提供的这一博士PhD项目,以光电学科前沿研究为核心,面向有志于光电科学与技术领域深入探索的优秀学子开放申请。作为一个为期4-5年的研究型博士项目,其专业涵盖计算机与信息工程、物理、材料科学与工程等多个交叉学科。值得注意的是,毕业生将获颁香港中文大学学位证书,该学位受中国教育部完全认证,具有国际广泛认可度。
本项目由校长青年学者、张昭宇副教授领衔的纳米光电子实验室"Nano OptoElectronics Lab (NOEL)"提供学术指导。课题组近年来在光子集成与激光器领域取得多项突破性进展,论文发表于Nature Communications、Advanced Materials、Physics Review Letters、Optica等国际顶尖期刊。此博士项目提供全额学费减免,为学生专注学术研究创造理想条件。
02、导师学术背景
张昭宇教授拥有深厚的学术背景和丰富的研究经验。他于1998年和2001年分别获得中国科学技术大学应用力学专业的学士和硕士学位,随后于2007年获加州理工学院电子工程博士学位。其后,他在加州大学伯克利分校化学系从事博士后研究,同时受聘于劳伦斯伯克利国家实验室,积累了扎实的科研基础。
2011至2015年间,张教授任职北京大学副教授,成立了纳米光电子实验室。2015年,他加入香港中文大学(深圳),并于2016年成为深圳半导体激光器重点实验室的负责人和主任。这段经历不仅展现了他在学术领域的卓越成就,也体现了他在科研组织与管理方面的出色能力。
在科研成就方面,张教授领导团队制成了多个"全球首创"的光电器件:第一个红光光子晶体激光器、第一个尺寸小于1微米的激光器、第一个微流控染料激光器,以及第一个光泵浦可单片集成硅基光子晶体激光器等。这些开创性工作为后续研究奠定了坚实基础,也彰显了其课题组在光电子领域的领先地位。
03、研究方向详解
3.1 片上集成硅基激光器与光子器件芯片制造
硅基光子学被视为下一代光电子集成的关键技术,而硅基激光器作为硅基光子学的核心组件,一直是该领域的研究热点和难点。张教授团队在这一方向取得了突破性进展,尤其在2020年发表于Nature Communications的研究中,成功实现了在硅(001)基底上连续波量子点光子晶体激光器的制备。
该研究方向涉及多学科交叉,包括半导体材料生长、微纳加工工艺、光学设计与测试等。对于加入该方向的博士生,将有机会参与从材料设计、器件制备到性能优化的全流程研究,掌握前沿的半导体激光器和光子集成技术。
3.2 光子晶体/拓扑激光器
光子晶体作为人工周期性介电结构,能够有效调控光的传播特性,为实现小型化、高效率光子器件提供了理想平台。拓扑光子学则是近年来兴起的新兴领域,将凝聚态物理中的拓扑概念引入光子学,有望实现对光的新型操控方式。
张教授团队在光子晶体激光器方面有深入研究,特别是在五重对称性光子晶体微腔、柔性可见光子晶体等方面取得了创新成果。对于该研究方向的博士生,将探索新型光子晶体结构设计、拓扑保护边缘态激光器、光子拓扑绝缘体等前沿课题,推动拓扑光子学的理论和实验研究进展。
3.3 垂直腔面发射激光器(VCSEL)
垂直腔面发射激光器(VCSEL)因其低阈值电流、高调制带宽、圆形光束等优势,广泛应用于光通信、3D感测、激光雷达等领域。张教授团队在微型激光器研究方面积累了丰富经验,特别是在微盘激光器、微环激光器等方面有多项创新成果。
该研究方向将聚焦于新型VCSEL结构设计与制备、性能优化与表征、新材料VCSEL(如GaAsBi基VCSEL)等方面的研究,致力于提高VCSEL的性能指标,扩展其应用领域。加入该方向的博士生将有机会参与前沿VCSEL技术开发,并探索其在新兴应用中的潜力。
3.4 人工智能光芯片优化
随着人工智能技术的快速发展,传统电子芯片面临功耗和计算速度的瓶颈。光子芯片凭借其高带宽、低功耗和并行计算能力,成为下一代AI硬件的有力竞争者。张教授团队将AI技术与光子学相结合,探索光子芯片在AI计算中的应用。
该研究方向将聚焦于人工智能算法在光子器件设计与优化中的应用、光学神经网络结构设计、光学矩阵乘法加速器等方面的研究。对于加入该方向的博士生,将在光学、微电子和人工智能的交叉领域开展创新研究,探索光子技术在下一代AI系统中的应用潜力。
04、申请条件与流程
4.1 基本申请要求
学术背景要求:
·985高校本科毕业生或境外知名高校毕业生
· 专业背景:光学、光电子、物理、应用物理等相关专业(实验能力强者优先)
· 学业成绩:GPA不低于3.2/4.0或平均分不低于80/100
语言要求:
·持有境内学位者需提供托福成绩≥79(网考)/550(笔试)或雅思≥6.5
·持有境外英语授课学位者可免除语言成绩要求
4.2 申请流程详解
申请过程分为两个主要阶段:
第一阶段:课题组预审
1.准备个人简历(中英文双版本,含专业排名信息)
2.准备本科/硕士阶段完整成绩单
3.整理已发表学术论文PDF(如有)
4.将上述材料发送至课题组邮箱,邮件标题注明"博士申请+姓名"
第二阶段:正式申请
1.通过导师初审后,在学院官方申请系统提交正式申请
2.填写申请表格时务必标注导师姓名:张昭宇教授
3.按照系统要求上传所有必需材料
4.等待学院审核与面试通知
05、研究成果与学术影响
张昭宇教授团队近年来在光电子领域取得了一系列重要研究成果。以下列举部分代表性工作:
1.在Nature Communications发表的研究中,成功实现了在硅(001)基底上连续波量子点光子晶体激光器,为硅基光电子集成提供了新解决方案。
2.在Optica发表的研究中,报道了在平面(001)硅衬底上超低阈值InAs/GaAs量子点微盘激光器,阈值功率低至0.6μW,为硅基激光器的实际应用奠定了基础。
3.在Advanced Materials发表的研究中,开发了一种三苯胺衍生物的多光致发光材料,并成功应用于基于单发光层的白光有机发光二极管,展示了在有机光电材料领域的创新能力。
4.在光子晶体激光器方面,开发了基于悬臂的独立式InGaP/InGaAlP量子阱微环激光器、柔性可见光子晶体微腔等新型结构,为微型激光器的应用拓展提供了新思路。
06、项目优势与发展前景
6.1 学术与地理优势
香港中文大学(深圳)位于粤港澳大湾区核心区域,具备独特的地理优势。深圳作为中国科技创新中心之一,拥有完善的光电子产业链和创新生态,为科研成果转化提供了理想环境。学校秉承香港中文大学的学术传统,同时融合深圳的创新活力,为学生提供国际化的学术环境和丰富的科研资源。
6.2 课题组优势
张昭宇教授领导的纳米光电子实验室拥有先进的实验设备和完善的科研平台,包括分子束外延(MBE)系统、电子束光刻系统、光学测试系统等。课题组与国内外多所高校和研究机构保持紧密合作,定期举办学术交流活动,为学生提供广阔的学术视野和交流机会。
6.3 行业前景
光电子技术作为信息技术的重要支撑,在数据通信、人工智能、量子计算、生物医学等领域有着广泛应用前景。特别是随着5G/6G通信、数据中心、自动驾驶等技术的快速发展,对高性能、低功耗光电子器件的需求日益增长。本项目的研究方向紧跟全球科技前沿,培养的人才将具备较强的学术竞争力和产业适应性。