港中大（深圳）本科生徐彥恒的學(xué)術(shù)論文被英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)雜志RSC Adv接收
? ? ? ? 近日，香港中文大學(xué)（深圳）機(jī)器人與智能制造實(shí)驗(yàn)室本科生徐彥恒（2015級(jí)理工學(xué)院 電子信息工程專(zhuān)業(yè)）作為第一作者所做的關(guān)于材料大數(shù)據(jù)的研究成果被英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊RSC Adv接收，題為“TE-C36 carbon: a new semiconducting phase with an all-sp3 bonding network”。
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左圖：TE-carbon的晶體結(jié)構(gòu)，不同顏色代表不同配位環(huán)境的碳原子
右圖：基于遺傳算法的材料結(jié)構(gòu)性質(zhì)智能篩選示例
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? ? ? ? 以金剛石為代表的體相碳材料大多由完美的sp3 雜化軌道構(gòu)成，非常堅(jiān)硬，用途很廣，但是往往能帶間隙非常高（ 紫外能區(qū)，大于5.0eV），并且呈間接帶隙，制約了純碳材料在光電方面的廣泛應(yīng)用。尋找具有直接帶隙并且可以吸收可見(jiàn)光的碳材料具有重大意義。本工作通過(guò)材料結(jié)構(gòu)的遺傳算法和材料能帶特征的智能篩選，成功預(yù)測(cè)出了具有在可見(jiàn)光吸收范圍內(nèi)能帶間隙為2.25 eV的直接帶隙體相超硬碳材料，為新一代純碳超硬半導(dǎo)體光電材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了新的選擇途徑。
? ? ? ? 徐彥恒同學(xué)是我校理工學(xué)院三年級(jí)電子信息工程專(zhuān)業(yè)本科生，畢業(yè)于浙江省湖州中學(xué)。他于2015年報(bào)考綜合評(píng)價(jià)測(cè)試（“三位一體”）并以?xún)?yōu)異成績(jī)被我校錄取。從大二結(jié)束后的暑期開(kāi)始，他進(jìn)入機(jī)器人與智能制造實(shí)驗(yàn)室材料信息學(xué)課題組，在研究院Pinocchio俱樂(lè)部和學(xué)校本科生研究資助計(jì)劃（Undergraduate Research Awards - URA）的支持下開(kāi)展相關(guān)研究工作，指導(dǎo)老師為理工學(xué)院朱熹教授。
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? ? ? ? URA 是港中大（深圳）本科教育的特色之一。這是我校專(zhuān)門(mén)對(duì)本科生設(shè)立的研究資助，以培育本科生探索未知、開(kāi)展研究的興趣和能力。
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? ? ? ? URA計(jì)劃的申請(qǐng)者必須是香港中文大學(xué)（深圳）在讀本科生，在研究項(xiàng)目開(kāi)始前應(yīng)已完成一學(xué)年的課程學(xué)習(xí)。通過(guò)申請(qǐng)材料和面試審核，URA委員會(huì)將綜合考慮同學(xué)的學(xué)術(shù)表現(xiàn)、研究提議書(shū)、導(dǎo)師推薦等因素，選拔出最優(yōu)秀的候選者。這些成功的項(xiàng)目申請(qǐng)人將獲大學(xué)的經(jīng)費(fèi)資助，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開(kāi)展研究工作。項(xiàng)目結(jié)束后每位受獎(jiǎng)?wù)咝枰蛭瘑T會(huì)提交一份項(xiàng)目完成報(bào)告。
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? ? ? ? 我校機(jī)器人與智能制造實(shí)驗(yàn)室非常重視學(xué)生的科學(xué)專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。2017年12月，錢(qián)輝環(huán)教授指導(dǎo)的本科生張貴麟同學(xué)和雷翔宇同學(xué)在國(guó)際知名機(jī)器人與仿生技術(shù)國(guó)際學(xué)會(huì)ROBIO會(huì)議上報(bào)告了兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室的研究工作，他們參與創(chuàng)作的論文也均被收錄在ROBIO 2017的會(huì)議論文集中。
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學(xué)生感言
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? ? ? ? 我是在2017年8月底加入到機(jī)器人與智能制造實(shí)驗(yàn)室和Pinocchio俱樂(lè)部的，研究方向是材料信息學(xué)，雖然我并不是材料方向的學(xué)生，但在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室老師和學(xué)長(zhǎng)們的介紹后，對(duì)材料物理產(chǎn)生了比較大的興趣。我們的研究?jī)?nèi)容可以簡(jiǎn)單的描述成人工智能在工程材料設(shè)中的應(yīng)用，具體來(lái)講首先是運(yùn)用遺傳算法構(gòu)造材料晶相，然后從分子軌道特性的角度對(duì)多種材料各自結(jié)構(gòu)的物理特征實(shí)現(xiàn)逆向反饋進(jìn)行篩選，在這個(gè)過(guò)程中，能找到一種可以穩(wěn)定存在且未被發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)是比較困難的，極有可能耗費(fèi)大量的計(jì)算資源，很多材料經(jīng)過(guò)優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在，或是在靜力學(xué)或熱力學(xué)上難以維持穩(wěn)定。相比而言，我們選擇的TE-C36 Carbon是由一種最近發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)T-Carbon變化得到的，且在能量和熵上更穩(wěn)定，這也使整個(gè)研究少走了不少?gòu)澛贰？偟脕?lái)說(shuō)，論文主要闡述了這種新結(jié)構(gòu)的一些性質(zhì)并證明了其在理論下可以穩(wěn)定存在。
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? ? ? ? 在這其中，機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室Pinocchio俱樂(lè)部的老師和學(xué)長(zhǎng)們給了我非常大的幫助和鼓勵(lì)，實(shí)驗(yàn)室好友張貴麟、雷翔宇在錢(qián)輝環(huán)教授指導(dǎo)下做出的優(yōu)秀工作也是對(duì)我的鼓勵(lì)，讓我不停督促自己不斷努力。研究工作剛開(kāi)始，朱熹教授就為我講解了整個(gè)材料科學(xué)的研究方法，包括為什么要計(jì)算這些物理量，其表征的意義又是什么，怎么樣的結(jié)構(gòu)才能被稱(chēng)為穩(wěn)定等等，同時(shí)又為我補(bǔ)充了材料大數(shù)據(jù)方面的一些知識(shí)。在計(jì)算和分析的過(guò)程中，也會(huì)對(duì)我得到的結(jié)果提出優(yōu)化建議。實(shí)驗(yàn)室的陸一驊博士則教會(huì)了我不少材料模擬和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的軟件使用方法，同時(shí)也幫助我解決了計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常問(wèn)題。同時(shí)，在協(xié)理副校長(zhǎng)蔡小強(qiáng)教授的批準(zhǔn)下，我還獲得了學(xué)校本科生研究資助計(jì)劃（Undergraduate Research Awards - URA）的幫助，支持著我進(jìn)行下一步的研究。
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? ? ? ? 這幾個(gè)月的研究，論文交了又改，數(shù)據(jù)算了又優(yōu)化。精益求精的、嚴(yán)謹(jǐn)論證的研究工作不僅讓我掌握了很多材料科學(xué)的理論知識(shí)，還學(xué)到了很多人工智能相關(guān)的應(yīng)用前景。這段時(shí)間的科研工作讓我打下了比較扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，也為我?guī)?lái)了更為廣闊的視野，更多的機(jī)會(huì)。最重要的是，我能了解和學(xué)習(xí)真正的前沿科技。
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