考试,复试,收到录取通知书,告别硕士的导师,告别硕士生涯,博士阶段就开始了。令我感到很满意的是,这里真的是可以找到答案的地方,课题组的几个牛人,有精通电磁学理论计算的,有精通薄膜制备工艺的,有精通基于薄膜制作MEMS芯片的,真是太爽了,学院里还有一条3英寸的芯片流片线,这下从理论到实验再到具体的芯片产品制造,都齐全了。
反正不知道别人是什么感觉,我觉得自己就像进入了阿里巴巴的宝库,我延续了硕士时期的风格,一头扎进实验室里,就不怎么想出来了,像海绵一样吸取养分,向别人不断的请教。在硕士阶段的基础上,我基于NiFe和CoFeB材料的软磁薄膜性能越做越好,我不但会用磁控溅射机,我还学会了用气相沉积设备、外延设备、硅刻蚀设备、离子束溅射与刻蚀设备、光刻机、电镀设备、烧结炉、离子注入掺杂设备、SEM(扫描电子显微镜)、XRD(x射线衍射仪)、VSM(振动样品磁强计)等一系列设备。
管理实验室设备的老师,都把我收为关门弟子了, 晚上如果他有事,下班时都把钥匙给我,让我关净化间的水电气,早上再老早过去开实验室。实验室的设备加起来上亿,对我也是真的信任了,这也让我比别人有了更多的时间和自由度去做实验,加速了我的科研进程。
而且我跟着师兄学会了手撕麦克斯韦方程组,我有个100多页的演草纸,上面全是手写的求解麦克斯韦方程的计算过程,我把麦克斯韦方程应用于求解软磁薄膜的高频磁阻变化以及随外界磁场和电场变化的响应曲线,得到的结果可以直接拟合实验结果,相似度非常高,然后就可以用理论计算得出的优化参数去指导实验工作。
当时有个磁阻变化率的指标,我可以和全球几个主要的相同研究方向的课题组一决高下,经常是他们做到30%,没多久我40%的结果就发论文了,然后看到他们刊出的65%的论文,我已经做到80%了,后来根据理论模型得到的参数,我不用制备薄膜的方式了,换成磁导率更高的薄带材料,指标竟然可以做到200%以上,导致国外的几个竞争对手很眼红,就赶紧跟着换材料、发论文,和我们进行比赛。
我超级享受这样的过程,中间还会和他们互通邮件聊一聊,就好像两个拳手打擂台赛,休息的间隙还在交流你用什么牌子的蛋白粉啊,你平时吃牛肉还是猪肉啊之类的,感觉既好玩又好笑。
2008年暑期,是我论文最高产的时段。我的实验工作进展顺利,手里的数据很丰富,我首先想到的是Physica B,毕竟我是老客户了,我翻出了之前发论文时给主编写过的邮件,追加了一封邮件,大意是我换了新的研究环境,有了新的研究进展,希望能把一些重要的结果在他们论文上分享给全球的同行们,然后我还说,你应该知道,现在北京正在开奥运会,希望你多关注这场盛会并享受体育带来的快乐,然后我把投稿的论文编号也发给他,希望他能关注并处理。
没想到,过了不到1天,主编给我回复了一封热情洋溢的邮件,感谢我对他们期刊的关心,并说自己最喜欢看跳水和体操类比赛,讲了几个我不知道的名字的运动员,最关键的是,他说收到我的投稿了,会尽快让同事处理。
然后,我的这篇SCI论文从投稿到修改到接受,只用了26天的时间,你说老外不讲私人感情吗?我觉得他们肯定是讲的,毕竟都是人嘛,和你聊的很好,而且你的论文做的工作又不错,加急给你发表了,也就是他们举手之劳的事情。老外也都讲感情,这个发现对我产生了很大影响,我每次投稿都要找个主编或副主编邮件聊聊天,结果2008年的暑假,我搞定了3篇SCI论文。
有时正在看中国队的比赛,夺冠热血沸腾的时候,一封邮件提醒弹出来,是SCI核心期刊的论文录用通知,那种美妙的、刺激的、眩晕的愉悦感觉,不做科研的人永远体会不到,也许像吸毒后的感觉。但吸毒是短暂的、要命的,而科研成就带来的愉悦是永恒的、健康的。
这样的日子过了1年多,有一次和导师聊天,他说一直在思索除了单纯的做器件追求性能,他更想把器件具体的应用到某个方向,开拓出一个应用领域,但这几年下来,他一直没找到合适的方向,如果找到了这样的方向,他很想发一篇Applied physics letter的论文,这是他年轻时候的一个小心愿,不过到现在还没实现。我听了心里一哆嗦,这怎么和我最近几个月在实验室里没事瞎琢磨的想法那么一致呢?
我也想干这个事啊,我都琢磨了很多具体方案了啊,你不问我都不知道怎么说啊,我努力帮你发个APL圆梦好了啊。再加上我平时也关注娱乐新闻,当时张国荣自*还没几年,梅艳芳也患了宫颈癌去世了,我因为《胭脂扣》喜欢这两位明星,心里惆怅了很长一段时间。我看了一篇国外的报道,梅艳芳的去世是因为当时对宫颈癌的HPV病毒没法做到早期筛查和分型检测,HPV病毒有很多个亚型,最致命的有6种,每一种对应的治疗手段和用药都要有所区别的,所以不能做到早期筛查会出人命(因为早期的病毒在体液中的浓度含量很低很低),筛查出来之后,无法做到精确分型,也会因为治疗手段的不太对症而延误治疗。
这些事情,我都考虑过很多天了,我一直在想怎么去解决这个问题,今天导师既然主动提起,我立刻满怀激动的和导师谈了2个小时,并把我的具体实验方案和如何检测讲了一遍。
导师听完以后一直笑,可能他也觉得我讲的不错,问我这些想法怎么来的,我说我天天都在考虑这些东西啊,其实他不知道的是,我这2月和搞生物检测的另一个同学谈过几十次了,他说针对HPV每个亚型目前已经有特定的标记物了,每种标记物只认识对应的其中一个亚型,对其他的都熟视无睹,标记物就像触手一样,会紧紧的抓住它认识的那一个亚型的病毒细胞。
我内心里喊了一句卧槽,思路来了:我用纳米磁性粒子修饰到病毒细胞表面、用微流体芯片分成不同检测区域、每个区域修饰不同的标记物、每个区域的标记物对应抓取不同的HPV亚型细胞、哪个或哪几个区域细胞抓的多、哪几个区域的纳米磁性粒子就多、我的传感器去检测哪几个区域的磁型号更强,不就可以检测出体液样本中包含哪种或哪几种HPV病毒了吗?而成熟的PCR扩增技术又可以解决早期病毒细胞浓度极低而检测不到的问题,从而解决早期筛查的困扰。
怎么做高性能传感器、怎么刻蚀微流体芯片、怎么制作纳米磁性粒子、怎么在微流体芯片检测区域表面修饰标记物、怎么在病毒细胞表面修饰纳米粒子、怎么PCR扩增、怎么处理弱磁检测信号,我和同学两个人一合作,全部都搞定了啊。兴奋,激动,我一下子又找到了硕士阶段哥伦布发现新大陆的感觉,我仔细查过文献,全球的科研圈,压根没有人用我们这种传感器做过这样的研究,这次导师主动找我聊,正好我把想法全盘托出。导师继续微笑着看我,当场批了10万块的预算,让我买各种耗材就开始整了。
2009年,整个一年我都很忙碌,按照之前的思路,各项试验进行的很顺利,我们一气呵成,在APL上刊出了研究成果,主编对我们还美言了一番,感谢选择他的期刊之类的话。反正也不重要了,我已经和导师举杯相庆了,我帮导师完成了课题组发表APL的心愿。导师问我接下来的想法,我说我们的高性能传感器,除了检测HPV,还能检测胃癌、肺癌、前列腺癌等各种标记物能识别的癌症细胞,能早期筛查和分型检测,我要像开挂一样的发表论文了。
说干就干,2010年我们又转向胃癌细胞的检测,改进了微流体芯片和传感器结构,顺利发表了两篇更高水平的论文,其中一篇在Biosensor & Bioelectronics上也是快速发表,这个杂志当年影响因子6.5,那时还没现在这么多灌水的,现在影响因子都要破10了,JACS感觉到了压力。其实按照正常的发展路径,我接下来会成为一个科研能手,手握大把高质量论文,顺便申请一堆专利,承担各种国家的研究项目。但人生总是充满了变化,谁又能说的清楚呢,有两件事情的发生,对我接下来的人生方向产生了深远影响。
2010年,发生了两件对我很重要的事,第一件事是学校基本不再留博士毕业生任教了,这让我的导师很遗憾,原本我们计划好让我留校,然后在新领域大干一番,因为3年时间里,我已经以一作身份发了8篇SCI核心期刊,加上和别人合作的,共计14篇论文,影响因子累计40多了,而且手里正在做的实验和相关结果,已经够再发7~8篇高水平论文了,甚至冲一冲Nature materials子刊(材料应用领域的终极神刊,影响因子40),都是有可能的。
用导师的话讲,我一个人可以顶别人一个课题组加起来的成果了,但现在政策变了,我没法留校了,他感觉非常遗憾。他建议我去国外读博后,然后再回来学校,有了国外的经历,就可以满足留校资格了。因为当时那几个和我是竞争对手的课题组,一直追我的进度,而且也在跟着我转向传感器进行生物检测的方向,这三个课题组的负责人都给我写邮件,法国、美国还有西班牙,邀请去做个博士后研究,然后可以考虑留下任教。面对导师的建议和国外几个课题组的邀请,我最终选择了放弃,原因是我不想继续做科研了,我要换个人生方向。
让我产生这种想法的原因,是源于2010年初我参加的一次在线会议,那是一个传感器国际论坛,在新加坡,我因为没有争取到经费支持,没能到现场参加。通过视频,我观看了日本那个叫Mohri的学者,做了关于磁传感器芯片的演讲,这个演讲简直给我留下了巨大的阴影,让我明白了天外有天、人外有人。
本来这个叫Mohri的学者,之前也一直在做和我们类似的器件研究,后来我们转向生物检测应用,他们就没有声音了。我因为做了一点生物检测的工作,发了几篇论文,就开始琢磨这个东西应该可以产业化的,但我们搭建的实验平台粗大笨重,信号处理都是PCB板级的电路,高频信号激励是买了一台笨重的阻抗分析仪还有一台信号发生器,整个实验系统满满当当占了半个实验室。但是,这个Mohri教授,沉寂的几年,他竟然找到日本爱知钢铁投资了他,把传感器的敏感单元、信号处理、阻抗匹配、高频信号激励、电磁屏蔽等模块,全部集成化做进了一个2mm*2mm的封装芯片里面,然后给日本的手机厂商供货,开始做手机里面的电子罗盘和地磁方位检测了。