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对话:Adrien Noury 博士

您好 Adrien,感谢您在百忙之中接受我们的采访。能否向我们的科学界同僚们自我介绍一下?

大家从我的科研经历可以看出,我对各种各样的物理问题都抱有强烈的好奇心,从光子学和材料科学,到量子机电学、低温物理和纳米流体学,都能激发我的兴趣。从科学角度来说,我最大的特点是强烈渴望挑战各种实验方法(如测量微小信号和物体)。在我看来,这当中有很多潜力可以带来科学问题的突破。。

在您工作过的一个巴塞罗纳研究小组中,质量传感记录已经达到了幺克分辨率的级别。您还希望为这个领域带来什么突破呢?

我的设想是“ 走出低温环境”:事实上,Adrian Bachtold 的研究小组 [1] 所报告的精细灵敏度是在低温环境下实现的,即低温和低压。现在是时候将碳纳米管谐振腔的应用扩展至室温条件,甚至是常压条件。从长远来看,这将发掘传感应用的潜能,特别是对纳米流体而言——纳米流体是一个涉及大量模拟、但鲜有对应实验研究的领域。

当涉及到单个量子点、纳米管等纳米物体的测量时, 提高信噪比就很关键,而谐振效应通常能够带来帮助。您在这方面采取了哪些不同的策略?

我的策略是同时改善信号和噪声,可以说这个策略在处理微小信号方面的效果已经获得了验证。

在我的博士论文中,我提出了使用片上集成光学谐振腔来显著改善所测量到的纳米管光致发光信号,同时更有效地抑制非谐振背景。在这里,谐振效应 有至关重要的作用,它不仅有利于纳米管在谐振腔模式下的光发射,也有助于激光激发的有效耦合(双谐振方案)。

关于这种策略性选择,再举一个例子:当涉及纳米管机械谐振腔时,我开发了一种工作频率高于该领域先前所用频率的设置,有效降低了噪声项(得益于测量电子器件中的 1/f 背景)。除此之外, 选择正确的放大链来改善信号也很重要,而且应当在第一个(低温)放大阶段使用定制化的低噪声放大器。在低噪声放大器之前添加了一个 RLC  谐振电路,这样既可以过滤噪声,又能够放大 RLC 谐振点的信号。最后但同等重要的一点是,整个放大链能有效工作是 因为苏黎世仪器锁相放大器的输入噪声非常低!

到目前为止,您在不同的环境和机构中使用过苏黎世仪器,在这方面拥有多年的经验。您如何看待研究领域的新仪器开发?

我的整个职业生涯都围绕着纳米技术领域,我很清楚,每一次新的进步都离不开适当的测量工具的开发。说到锁相,我相信苏黎世仪器很好地结合了高速(我使用的是 UHFLI,速度高达 1.8 GSa/s!)和灵活性这两个优点,而这要归功于它的一体化工具包。对于年轻一辈的研究人员来说, 苏黎世仪器软件界面很优秀,比标准的模拟锁相仪器更为直观。我认为这是全数字锁相仪器的重大优势。

最后提一个大胆的问题:在您的科学生涯中,您做过的(或想要做的)最疯狂的事情是什么?您会给现在的年轻一辈研究人员什么建议?

当然是我目前正在进行的研究项目!(哈哈大笑)。这个项目不仅想法独特,就实验的设置而言也很有挑战性。但这正是我走上研究道路的原因。我们目前正在设法让一切走上正轨,在此也要感谢苏黎世仪器的 Romain Stomp 在纳米管谐振腔快速 PID 的开发方面给予我们的帮助。

我对年轻一辈研究人员的建议是,永远保持前瞻性的思维,不要随大流。“随大流”就意味着你永远不会站在最前沿,而“最前沿”才是每一位研究人员所企盼的。而保持前瞻性的思维将帮助你时时刻刻优化自己的研究路径,特别是指引你朝着终身研究员的方向努力,这在现在这个时代已经变得愈发困难。

[1] Chaste, J., Eichler, A., Moser, J. et al. A nanomechanical mass sensor with yoctogram resolution. Nature Nanotech 7, 301–304 (2012). https://doi.org/10.1038/nnano.2012.42

Adrien Noury Interview Image

Adrien Noury 博士,法国蒙彼利埃大学法国国家科学研究中心 Laboratoire Charles Coulomb 实验室研究员,“纳米力学”小组首席研究员

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