布里渊区定义,第一布里渊区定义

文|《中国科学报》实习生 沈秋月 记者 沈春蕾

“刚进组的时候,我就是一张白纸,啥也不会!”如今,扬州大学2019级本科生严子韩不仅收获了3篇SCI论文,还提前获得浙江大学直博名额。

严子韩就读的扬州大学物理科学与技术学院,有一个优秀的本科生团队,目前已经连续发表5篇SCI论文。本科生团队的指导老师均表示:“没想到这些本科生会做出如此出色的成绩!”

双非院校、本科生、5篇SCI……在了不起的成绩背后,这支本科生团队又付出了什么?

从“一张白纸”到手握3篇paper

严子韩在大三的时候就以一作身份连发了3篇SCI论文,且其中两篇发表在一区的Top期刊上,影响因子总和达28.9分。

尽管如今在科研上初窥门径,但当初在专业选择上,严子韩是做过妥协的。

“高中时期,我一直很喜欢生物学,并梦想着以后从事生物大分子或者病毒学相关的研究。”在接受《中国科学报》的采访时,严子韩直言,“因为担心高考分数不够,自己没有选择心仪的生物专业,而是报考了微电子科学与工程专业。”

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严子韩

2019年,大一新生严子韩赶上扬州大学物理科学与技术学院改革,学院不仅大力支持本科生参与科创工作,还招募一批本科生跟随学院教师从事科研工作。由于对生物念念不忘,严子韩毫不犹豫地报名参加了物理生物及生物界面水研究课题组。

进组之后,严子韩被阴错阳差地安排开展计算物理相关的工作。“在导师和学长的帮助下,我慢慢喜欢上计算物理。”严子韩回忆道。

本科生做科研,只有兴趣还不够。在实操过程中,严子韩也发现了问题:“自己在计算物理理论知识储备方面就是一张白纸,只能先从大量阅读文献开始,然后尝试重复文献里的实验,看自己是否能得出相同的结果。遇到不理解的就去逛专业论坛,看各路大神是如何解决问题的。”

“除了理论知识,我们还要学会使用各种软件。”严子韩介绍,“我们当时想模拟石墨烯和铜衬底的复合体系,但组里常用的软件不能很好地模拟这样的系统,我们必须零基础开始学习新的软件。”

这一过程是十分费时和艰辛的,严子韩为首的本科生团队花了近一年的时间来学习新的知识,经历无数次的试错最终摸上了门道。

严子韩特别感谢学长杨文杰(现为中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所硕士研究生),“我们经常聚在一起各种‘捣鼓’,主要是学长在帮我厘清研究思路。学长的支持和鼓励给我提供了极大的科研信心。”

本科阶段的课业任务并不轻松,严子韩总是在熄灯时才回到宿舍,就是这样利用课余和休息时间,他用实际行动将自己对科研的好奇心坚持了下来。

首篇论文曾在拒稿边缘

“我们的文章被Nanoscale Horizons接收啦!”2022年6月23日清晨,在收到邮件的那一刻,因通宵跑数据、作分析而伏案休息的严子韩、杨文杰褪去倦意,欢呼起来。

这是严子韩的第一篇独立一作科研论文。

研究聚焦于二维材料界面动态共价性质。该领域的研究比较稀少,很难找到参考文献。严子韩告诉《中国科学报》,“我只能通过阅读相关领域的参考文献,将其中一些共性思维和方法运用到这项研究领域中,有时候结果并不尽如人意。

“我们经常会遇到研究瓶颈,这时候大家总会聚在一起讨论,进行头脑风暴,寻找突破口。”严子韩回忆说,“我们有时候也会去找导师,他们经验更加丰富,会给我们指出一条明路。”

尽管论文撰写已经历经崎岖,但在投稿临门一脚时,其中一位审稿人对模型提出了较大的质疑。这对本科生团队的打击非常大。这位审稿人认为团队使用的模型不符合广泛认可的Lerf-Klinowski模型,并且在计算方法上应当选用更为高级的GG习近平泛函

虽然前期调研时,本科生团队就已经论证现有的系统更适合用几十年前提出的、如今已不太常用的LD习近平泛函来描述。面对质疑,作为一作的严子韩还是有些不知所措。

对此,一方面本科生团队尊重审稿人的质疑,以委婉方式解释了采用LD习近平的原因;另一方面,导师迅速组织本科生团队补做GG习近平泛函的结果,最终论文被顺利接收。

“我们在拒稿的边缘,采取科学辩驳,为自己争取了机会。”严子韩感谢导师的严格把关和果断决策,“导师告诉我们,永远都不要糊弄文章、糊弄别人,论文一旦发表就将伴随自己一辈子,这句话也让我对科研工作怀有敬畏之心。”

搭建平台,以“老带新”

严子韩所在的扬州大学本科生二维材料界面动态共价性质的研究团队,于2019年底正式成立。

这支本科生团队在起步阶段并不顺利。

“刚开始团队没有固定的办公场所,宿舍、教学楼、餐厅以及线上会议室开展讨论是常态。”严子韩说,“我们最初没有自己的设备,因为与课题组研究生一起共用服务器集群,本科生团队常常没有足够的计算节点,研究进度十分缓慢。”

2021年,在扬州大学物理科学与技术学院的支持下,本科生团队拥有了属于自己的科研阵地——扬州大学瘦西湖校区28号楼。在这里,学院为他们配备了4台高性能计算服务器,本科生团队正式更名为院计算物理研究中心本科组。

新设备运行速度大大提升,从前需要一天“跑”完的任务缩短为几个小时。新设备也带来新挑战,本科生团队成员需要学习新的计算软件V习近平SP。

厚厚的软件手册中晶格、布里渊区、态密度、能带等这些高频词,对还没有学固体物理的一二年级学生们来说,着实是一头雾水。

“一定要把这块’硬骨头’啃下来。”抱着这样的决心,本科生课题组成员自学固体物理,轮流担任“小老师”,收集大家的疑难困惑,并在每周例会上统一解答。

为了让大家把握得更加透彻,“小老师”们必须自己先下苦功夫,在正确理解的基础上还要想好怎么讲才能让大家听懂。就这样,团队成员们相互“搭把手”,一步步摸索着进入了计算物理的大门。

与此同时,本科生科研团队还以“老带新”的模式开展工作,一位“老人”带三两个“新人”,将个人做科研的经验、方式方法分享出来。整个团队在二维材料界面动态共价性质的大研究领域下,不断细分出可深入探究的小方向,确定独立的课题。

“一股不知疲倦的钻劲”

司徒博毅是扬州大学微电子科学与工程专业2020级本科生,也是课题组的一员。目前他正在投稿一篇一作文章,并计划在今年上半年完成另外一篇论文的写作,为自己能继续从事更深层次、更系统的研究工作铺路。

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司徒博毅

他坦言,“在学长杨文杰和严子韩前期打牢基础的情况下,我入门轻松许多,有问题可以直接去向他们请教,少走弯路。”

“做科研、发文章,都要严谨。”司徒博毅表示,自己从导师和学长身上学到了很多,“学长帮我打牢科研基础,导师严格把关论文质量。文章中的空格、行间距等问题,都逃不过导师的眼睛。”

“科学研究,只有好奇心不够,还需要一股钻劲。”谈到这支本科生团队,学院导师表示,“他们身上都有一股不知疲倦的钻劲。遇到的自己不熟悉的概念和实验,他们会钻研到底。”

当记者问及是否觉得本科生参与科研为时过早时,导师说:“本科生从教科书获取知识和从做科研中获取知识是两个不一样的过程。书本学习像品尝大厨做好的饭,而动手做科研更像是自己当大厨亲自做饭。

在扬州大学,并不是所有本科生都要参与科研,也不是本科生一进入课题组,就要参与科研工作,这其中还有一个适应和过渡的阶段。

导师团队认为,本科生的思维更活跃更开阔,往往能够站在独特的角度去思考。尽管刚开始的时候他们可能会提出一些不成熟的想法,这时候需要以引导为主,激发本科生解决问题的热情,有助于他们在科研道路上的成长。

近期,这支本科生团队正在备战2023年挑战杯省赛。为了将寒假时间高效利用起来,项目负责人专门开设了早九点到晚十点的线上“13小时会议室”,希望本科生团队能再创佳绩。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1039/D2NH00041E

https://doi.org/10.1002/smll.202200016

https://doi.org/10.1016/j.physa.2022.127733

https://doi.org/10.1016/j.susc.2021.121919

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.155912

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