avein的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/avein

博文

移花接木——创新体验小故事 精选

已有 2611 次阅读 2018-11-7 06:47 |个人分类:杂谈|系统分类:科研笔记| 移花接木

       进学术界也算多年,看过不少文章。很多时候看到一篇文章(甚至“高大上”杂志的文章)总会觉得这些所谓创新实际也只是移花接木——将别处用的方法或技术转借了过来用在此处。 先举个小例子,MIT 的 Dirk Englund 课题组2015年在nano lett 上发的文章:在钻石上刻蚀环形布拉格栅来提高栅格中心处的单光子光源氮-空位色心荧光的收集效率。这篇文章当年被作为一个单氮-空位色心荧光收集的重大突破被在多家科学媒体报道(Efficient Photon Collection from a Nitrogen-Vacancy Center in a Circular Bullseye Grating.Nano Lett., 2015, 15 (3), pp 1493–1497 DOI: 10.1021/nl503451j 被引用74次)。 实际上,你如果了解环形布拉格栅(circular grating);你会发现这种环形布拉格栅早就被用于单光子光源荧光的收集,例如2011年Kartik Srinivasan等就曾用环形布拉格栅来提高quantum dot的荧光收集效率(A circular dielectric grating for vertical extraction of single quantum dot emission. Applied Physics Letters 99(4) DOI: 10.1063/1.3615051被引用47次. Bright Single-Photon Emission From a Quantum Dot in a Circular Bragg Grating Microcavity. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 18(6) DOI: 10.1109/JSTQE.2012.2193877 被引用13次)。Dirk Englund 课题组Nano Lett.上的工作只不过是从半导体上的quantum dot移到了钻石上的氮-空位色心。当然最后结果却不一样,由于钻石上的氮-空位色心比quantum dot更热门,所以也就发到了Nano Lett. 而不是Applied Physics Letters或IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics上。而且,Dirk Englund 课题组Nano Lett.上2015的文章的被引用率也比Kartik Srinivasan等2011年的文章被引用率高不少(才三年多已经快人家七年多的文章两倍的引用率了)。

       再讲一个我自己的经历,我本科是学通信的,学过天线当中有用抛物面反射镜(Parabolic reflector)来辅助无线信号发射和接收的。到德国这边来后刚好接触钻石氮-空位色心荧光的激发和收集问题,也就想到借用这个天线中的抛物反射镜。我的想法是将钻石加工成微型抛物反射镜并在外面镀上半导体反射膜(为什么不镀金,因为金会吸收用于激发色心的激光而发热,影响色心的性能),让单个的钻石氮-空位色心正好处于反射镜的焦点,这样不论是钻石氮-空位色心荧光的激发还是收集效率都会非常之高。2014年左右我还专门找过老板希望他给我买钻石微加工的设备;结果被老板否决了。 去年我偶然找到一种简单的方法,把光纤头电弧加热圆化后戳铝薄膜成微反射镜来提高固定在光纤头上微米级钻石氮-空位色心簇荧光的激发和收集效率,通过这种简易基本无成本的方法也发了一篇小文章(Enhancing fluorescence excitation and collection from nitrogen-vacancy center in diamond using micro-concave mirror.Appl. Phys. Lett. 113, 041107 (2018) arXiv preprint arXiv:1804.04631)。不过我却看到MIT的Dirk Englund 课题组实现了几乎我当初的想法把文章发到了Nano Lett. (Efficient Extraction of Light from a Nitrogen-Vacancy Center in a Diamond Parabolic Reflector. Nano Letters 2018 18 (5), 2787-2793),他们的方案与我当初的想法略有小区别:没有在抛物反射面上镀半导体膜,而是直接利用的钻石的高折射率,他们把荧光的收集效率又提高了一个纪录。镀膜应该也还可是能做,效率也会更高一点,但意义已经不大。看到这篇Nano Lett. 文章时我是非常郁闷,如果老板当初给我买了钻石微加工设备或者让去外面找合作了,这篇文章也许就不会是MIT那个课题组的了,而我也会有更多其它基于微结构的文章,不至于像现在这样没什么文章。

        另一个小故事,2015年底到2016年时我在Optics  letters 上看到了一篇德克萨斯的俄国人课题组的文章,是用两根光纤绑在一起分别去读一块大钻石的两个不同点的氮-空穴色心簇荧光来做磁场梯度测量计(Room-temperature magnetic gradiometry with fiber-coupled nitrogen-vacancy centers in diamond, Opt. Lett. 40, 3727-3730 (2015)),他们的分辨率比较低,有500微米。我是做光纤器件出身,对光纤非常熟,马上就想到用多芯光纤替代绑在一起的两根光纤可以大大缩减读的两点或多点之间的距离,提高磁场梯度计的空间分辨率。估计也就两个周的实验就会发一篇APL 或OL 的文章,当时还多想了一套不用多芯光纤的方案,并跟光纤商家进行了联系, 然后兴奋地去找老板,老板给我来了一句:我们做我们自己的,不“follow”别人,把我当场给噎住。三个月前,我看到原来那个俄国人课题组用双芯微结构光纤提高磁场梯度计的空间分辨率到6微米,发到了APL (Quantum stereomagnetometry with a dual-core photonic-crystal fiber” Appl. Phys. Lett. 113, 011112 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5024583)。我把这篇文章告诉了老板,老板也很不爽,说了句是不是我的电脑被俄国人黑了,他应该是给自己找台阶下,我却也没顾及他的面子,直接回答说不可能,用多芯光纤代替绑在一起的光纤提高分别率是很容易想到的。接着老板让我把实验室以前一个俄罗斯小伙做的也是关于提高空间分辨率的文章写了发出去(涉及光纤部分是我做的,实验测试是俄罗斯小伙做的,俄罗斯小伙已经离开实验室两三年了,结果一直摆在那),我拒绝了,告诉他虽然原理上有区别,这篇APL文章出来后俄罗斯小伙的工作比较难发了。他最后让一个他的印度学生去写,几个月过去了也没结果。(这事也挺影响我心情的,当初不准我“follow”别人,沦落到现在实验室没文章,连我的几篇小文章他也要求把实验室的所有人名字都署上。)

       真正原始的科学创新是很少的,很多创新也都是不同领域不同方向之间的方法技术移花接木地借用,连今年诺贝尔物理学奖的为啁啾脉冲放大(CPA)技术也移花接木自雷达技术,所以也有人颇有微词。由于移花接木的存在,不同学科的融合、了解不同的学科和方向、与不同背景出身研究方向的人合作也才显得重要。




http://blog.sciencenet.cn/blog-111559-1144943.html

上一篇:物理学半个诺奖的争议——舆论压力的影子?

2 文克玲 赵克勤

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (5 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-11-17 04:29

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部