亚历山大·巴兰丁
电气工程教授
材料科学与工程系主任
加州大学河滨分校
材料科学与工程专业
纳米器件实验室（NDL）
美国加利福尼亚州里弗赛德
教育：
- 莫斯科物理技术学院应用物理学硕士
- 圣母大学电气工程硕士
- 圣母大学电气工程博士
工作重点：
巴兰丁在 2000 年创建的纳米器件实验室中，进行与纳米技术相关的实验和理论研究。
给学生的建议：
“我对现在读高中的孩子们的建议是——去学习工程领域，然后获得高级学位——硕士或更好的博士学位。”
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面试：
问：您什么时候第一次发现自己的职业道路集中在纳米技术上？
巴兰丁：我最早开始关注纳米技术是在 1993 年，当时我以研究生身份进入圣母大学。在此之前，我在莫斯科研究电磁学。当我来到美国时，我面临一个选择：我可以继续研究电磁学，也可以转到另一个主题，而这个不同的主题就是纳米技术和纳米结构——更具体地说是量子线。
问：您目前正在研究哪些纳米技术应用？
巴兰丁:我最近的研究活动集中在石墨烯及其设备应用上。石墨烯是单原子层的碳原子。我们正尝试使用石墨烯来构建低噪音、高频晶体管，以及制造高导热性复合材料，这些复合材料可用作热界面材料，将热量从电子电路中带走。我们还研究一种名为拓扑绝缘体的新材料系统。我进入拓扑绝缘体领域几乎是偶然的，因为我最初的动机不同。我建议我的学生按照石墨烯的类比剥离碲化铋——一种层状热电材料。当他成功完成这项任务时，我们意识到这些具有纳米厚度的结构也可以用作刚刚发现的拓扑绝缘体。我还研究了量子点，将它们用于太阳能电池和热电应用。我的团队成员继续进行这些活动。
问：从事纳米技术工作最有意义的事情是什么？
巴兰丁: 这是很有回报的，因为它将物理与技术结合在一起。对我来说，物理是一件更有趣的事情，同时，技术更是一件实用的事情。谈论技术的实际应用比谈论有趣的物理事物更容易获得资金。
问：您能举一个例子来说明您所做的事情如何对世界产生了积极的影响吗？
巴兰丁: 我相信我培养了非常优秀的博士毕业生，他们成为了快乐的人，从而对世界产生了积极影响。他们获得博士学位后，找到了高薪且非常稳定的工作。
问：您认为迄今为止纳米技术对世界产生的最大影响是什么？
巴兰丁: 这个问题的答案取决于你使用的纳米技术的定义。就传统技术，即硅 CMOS 而言，自 2000 年左右以来，纳米技术已在计算机芯片中无处不在。这是因为纳米技术的常见定义是处理至少一个维度上 100 纳米或更小结构的技术。在新一代 CMOS 晶体管中，特征尺寸已经是 22 纳米。从这个意义上讲，纳米技术已应用于计算机、手机和其他常见应用中。这是迄今为止最大的影响。
问：请举例说明您认为纳米技术的未来应用将会带来什么。
Balandin：我想提一下非传统技术——自下而上或自组装——这项技术仍在开发中。我相信它将对能源产生重大影响。能源是一个主要问题——尤其是可再生能源。我们确实拥有通过光伏太阳能电池和热电设备生产能源的技术，但我们并没有广泛使用它们。为什么？这是因为光伏或热电能量转换的效率非常低。这种效率取决于我们使用的材料。利用纳米技术，我们可以定制材料的特性，例如，光与材料的相互作用方式，或者电子与声子（携带热量的晶格振动量子）相互作用的方式。我相信这将是纳米技术影响最大的领域。医学应用也会受到影响，但我不是医学领域的专家，无法给出具体的例子。
问：您觉得自己在团队中工作更多，还是单独工作更多？
巴兰丁: 对于我自己的工作和我的学生，我总是试图在个人和团队合作之间找到平衡。我一直告诉我的学生，我们小组的研究成果必须大于个人成果的总和。我总是告诉他们要互相交流，帮助彼此完成项目。但归根结底，应该有一个人带头。
问：如果你们更多地以团队的形式工作，那么你们的团队成员还有哪些其他的专业领域？
巴兰丁: 就我而言，这有点不寻常，因为我个人既做理论研究，又做实验。至于我的团队成员，他们中的许多人都有特定的重点，一个人擅长洁净室，另一个人擅长热测量，还有人擅长显微镜。我试图让他们都接触各种实验技术。此外，当他们进行实验研究时，我会鼓励他们至少使用行业采用的商业工具进行一些模拟。我试图提高他们未来工作的市场竞争力，同时让他们拥有更广阔的视野。
问：大学里的培训对你的纳米技术工作有帮助吗？
巴兰丁: 我在莫斯科物理技术学院 (MIPT) 的本科经历对我帮助很大。那是一所非常棒的大学，我们有很多基础研究，当时我可能还没有完全意识到这一点。现在我明白了它的重要性。学习基础知识可以让你在以后的职业生涯中转换主题。一旦你理解了基础知识，你就可以相对快速地学习任何新的东西。目前，美国和其他国家有一种不幸的趋势，即进行狭窄的专业化。有时学生进入研究生院时，基础知识存在巨大差距。如果你不懂固体物理和量子力学，就很难进行半导体纳米结构的研究。即使在研究生阶段，学生有时也不懂数学；他们不知道如何求积分。如果你没有接受过基础教育，那将是一个大问题。
问：你有导师吗？大学期间有吗？
巴兰丁: 我有导师，但可能来得还不够早，无法给我带来很大的帮助。结果，我不得不采取额外的措施，并且更加反复无常，而不是求助于那些可能马上就能提供帮助的人。现在我明白了拥有导师是多么重要。给学生的建议是——找一个导师！
问：如果必须重新来过，您还会专注于纳米技术应用吗？
巴兰丁：我不知道。很难说，但很有可能。尽管我妈妈认为我在人道主义领域（文学或戏剧）更有潜力。我高中早期还有其他因素，现在的人可能没有。
问：您对大学预科生有什么建议？
巴兰丁：就我而言，高中时我开始阅读大量科幻小说。我对科幻小说和太空探索很感兴趣，读了很多书。科幻小说激发了我对物理的兴趣，从物理开始，我开始对数学更加认真。在俄罗斯，我们有函授学校，通常由大学组织。在高中学习期间，我通过了莫斯科物理技术学院函授学校的入学考试，接触到了更复杂的数学和物理问题以及家庭作业。这段经历对我帮助很大，为大学教育做好了准备。
我对现在读高中的孩子们的建议是：去学习工程领域，然后获得高级学位——硕士或更好的博士学位。
我还建议看看这些专业，出于某种原因，这个国家没有足够重视这些专业。一个很好的例子是材料科学与工程 (MS&E) 学位。传统上，人们了解电气工程、计算机科学和机械工程。大多数人在想到空间站或手机时会想到电气工程。然而，所有高科技产品的核心都是材料。
在规划教育时，我会鼓励学生考虑他们将从事什么工作。我有几个朋友的孩子现在在上大学。很多时候，当我问孩子或他们的父母，他们如果选择了非常热门的专业，将从事什么样的工作时，他们很难回答。
