史蒂芬·古德尼克
副主任
亚利桑那州立大学的灯光秀
教授
亚利桑那州立大学
电气、计算机与能源工程学院
美国亚利桑那州坦佩
教育：
- 三一大学工程科学学士
- 科罗拉多州立大学电气工程硕士
- 科罗拉多州立大学电气工程博士
工作重点：
古德尼克是亚利桑那州立大学电气、计算机与能源工程学院的教授，也是亚利桑那州立大学 Lightworks 的副主任，该组织是亚利桑那州立大学所有可再生能源活动的总括组织。
给学生的建议：
“纳米技术是一个跨学科领域，因此真正重要的是掌握数学、物理、化学甚至生物学的基本技能。在这些领域拥有扎实的核心知识可以让你选择自己想要进入的学科领域。”
链接：
– 亚利桑那州立大学的灯光秀
– 亚利桑那州立大学电气、计算机与能源工程学院
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？
Goodnick：我想应该是在 80 年代初期我开始读研究生的时候。我对太阳能很感兴趣，我去科罗拉多州立大学是因为那里的太阳能领域发展迅速。我开始研究电池的工作原理、电池失效的原因以及两种材料界面上发生了什么。当你观察材料之间的界面时，界面发生在很短的距离内——所以一切都发生在纳米尺度上。当时，我参与了使用分析工具来找出界面几埃或几纳米内发生的事情，这让我开始从事在原子尺度上对原子进行成像的工作。因为我们对这两种材料之间的界面有多粗糙很感兴趣，所以我们使用了新的成像技术，可以真正看到原子。能够使用电子显微镜看到原子真是太棒了。你可以真正了解界面上发生了什么，这让我对原子尺度的东西越来越感兴趣。当时，所有这些新技术都刚刚问世，扫描原子力显微镜、扫描隧道显微镜，那是一个激动人心的时刻。
问：您目前正在研究哪些纳米技术应用？
古德尼克: 我的研究重点是纳米电子学，包括纳米光子学和能量转换、分子电子学和计算纳米科学。目前的主要工作之一是将纳米技术应用于提高太阳能电池等能量转换设备的性能。我们还在研究将纳米线集成为集成电路中的功能元件。
问：从事纳米技术工作最有意义的事情是什么？
古德尼克: 我认为纳米技术很有价值，因为它提供了创造新材料的方法，这些新材料可以带来新的应用。它就像一个游乐场，我们拥有所有这些新工具和新材料的可能性，而这些在几年前并不存在。例如，第一个商用太阳能电池是在 20 世纪 50 年代制造的，太阳能电池的效率随着时间的推移而缓慢提高。纳米技术让我们有可能重新审视这些挑战——我们能否制造出新材料，使太阳能电池的工作效率更高？同时，这在电子和生物医学等许多其他领域也是如此。你突然有了这个新的材料和概念工具箱，它们可以在已经建立的领域产生巨大影响。所以它真的是一项提供很多机会的使能技术。
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？
古德尼克: 所有科学家都做出了许多贡献，这些贡献是影响一个领域的大量工作的一部分。因此，我认为，我理解接口在电子设备中的作用的工作有助于使这些设备更快、更小、更便宜。而且，在这个领域，接口对设备性能的作用仍在不断增强。
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？
古德尼克: 有些人不经你指出来才会意识到这是纳米技术——但我认为整个半导体行业都是纳米技术行业。所有最先进的微处理器和内存——以及目前正在制造的所有集成电路技术——都是基于纳米技术的。硅晶体管和存储单元的所有关键尺寸也是如此——它们的关键尺寸都是纳米级的。所以实际上，整个计算机行业都是基于纳米技术的，许多人没有意识到这一事实，因为这种情况已经发生了几十年，特征尺寸越来越小。在某个时候，我们跨越了一个不是纳米的门槛，而现在它已经是纳米了，这真的是一个软门槛。实际上，我们今天拥有的所有信息技术和通信技术都是基于纳米技术的。
问：请举例说明您认为纳米技术的未来应用将会带来什么。
古德尼克：就电子学而言，纳米电子学的前景是为所有科学技术领域提供革命性的能力，从物理学到计算、医学、生物学和材料领域。高速将彻底改变通信和计算机性能。设想中的概念包括量子计算、芯片上的超级计算机、即时启动计算机、植入式医疗监测设备、神经假体、自我意识和自适应机器人以及自主监控系统，所有这些都为发明和技术企业提供了机会。我认为另一个大领域是纳米医学，因为我认为你将看到它对人类健康和生物技术产生很大的影响，因为我们可以制造与我们试图影响的生物系统相同规模的电子产品。这对医学来说非常重要——我们将看到基于纳米技术的新诊断和新疗法。你的工作与体内的细胞和生物实体处于同一水平——所以我们实际上是在分子和细胞水平上工作。此外，我认为，能源领域的纳米技术将有助于推动该领域的发展以及新能源转换技术和电池技术的发展——现在它已经发生了。
问：您觉得自己在团队中工作更多，还是单独工作更多？
古德尼克: 我想，纳米技术从定义上来说就是多学科的，因此几乎不可能单独工作。我发现自己与来自很多领域的团队合作。
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？
古德尼克: 对我来说，与该领域的物理学家、化学家和生物学家一起工作更实际、更有趣，因为我认为纳米技术能够促进所有这些不同领域之间技术的发展。
问：大学里的培训对你的纳米技术工作有帮助吗？
古德尼克: 是的，我想是的。我上学的时候，虽然不像现在那么重视团队，但我还是接受了很好的团队建设训练，因为我上的是一所小型本科院校。我整个本科教育期间都是团队合作。作为一名研究生，你确实更独立地工作，但在我所在的特定环境中——一个相对较大的研究小组，里面还有其他硕士、博士和博士后——我们都在一起工作。我们发表的所有出版物都是多位作者的出版物。所以我觉得对我来说，在进行科学研究时以团队形式工作是很自然的，因为合作和使用你自己做不到的不同技术更容易。
问：你有导师吗？大学期间有吗？
古德尼克: 我想说，我的博士生导师是我的一位重要导师，首先是在科学诚信方面，当然还有我所做的研究方面。但在更广泛的合作领域——道德研究方面——他在这方面是一位很好的榜样。他指导我如何与你不同意的人相处和合作，以及如何在合作的环境中发挥作用。
问：如果必须重新来过，您还会专注于纳米技术应用吗？
古德尼克：很有可能。谁知道我们最终会走上不同的职业道路。很多都是偶然，你碰巧遇到了一个机会，然后充分利用了它。所以我选择纳米技术并不是因为当时它还不存在，而是我生活中的事情发生了交集，我最终选择了这个行业。我可能还会再次选择这个行业，但现在的情况与我刚开始的时候已经大不相同了。
问：您对大学预科生有什么建议？
Goodnick：纳米技术是一个跨学科领域，因此真正重要的是掌握数学、物理、化学甚至生物学的基本技能。在这些领域打下坚实的基础可以让你选择自己想要进入的学科领域。你想做什么并不总是很清楚，但只要你掌握了这些技能——那些基本技能——你就可以在很多领域之间转换。你最终会对某个特定的应用领域感兴趣，这可能会决定哪个部门或学科对你来说很重要，但重要的是你要选修该特定学科以外的课程，以便能够跳来跳去。你需要有科学和数学的基础，一旦你有了这些基础，能够灵活地在学科之间工作——这意味着学习或研究比你的学科更广泛的材料——是非常重要的。
