本期人物专访,AppliedMath 有幸邀请到参会旅行奖 (Tavel Award) 获奖者——孙雅博士。作为该奖项首届获奖者,孙雅博士为我们分享了她对“优秀”的定义以及在“申奖”方面的秘诀,也通过自身的学术经历书写出对科研的赤诚与热爱。
学者简介
孙雅 博士
电气工程学科研究者。2020年获得华北电力大学 (北京) 电气工程及其自动化学位,当前为清华大学电机系博士研究生。研究领域聚焦高压智能介电材料、电力电子绝缘封装,曾多次获得国际性奖学金。
访谈内容
Q.请介绍下您博士期间的研究工作和您博士学位论文的主要目标。
我的研究方向为基于先进智能材料的电力电子封装,属于电气领域两大方向的交叉融合成果。其交叉属性具体体现为:研究依托的团队聚焦高压领域,核心优势集中在材料与绝缘技术方向,而研究的应用场景则归属电力电子范畴,与电力电子领域的技术体系紧密相关。
由于团队此前在电力电子领域的积累有限,对电力电子器件的构造特性、绝缘失效问题及内在机理缺乏深入认知,因此我在课题研究前期重点投入大量精力,系统探究了电力电子器件的绝缘失效特征与相关机理。在明确核心问题后,我们的研究引入何金良教授研发的非线性材料——氧化锌压敏微球,通过调控该材料的结构与关键参数,实现电力电子封装绝缘性能的显著提升,目标将单个子模块的绝缘水平从6.5千伏提升至10-15千伏。
我的博士学位论文围绕上述研究内容展开,共分为三章:第一章聚焦电力电子器件绝缘失效的特性及机理分析,为后续研究奠定理论基础;第二章通过仿真手段,完成非线性材料布置的电场仿真流程设计,重点探索材料结构、布置位置与器件性能之间的内在规律;第三章聚焦实验研究,提出一套工艺简洁且可靠性强的智能材料电场优化结构组装方案,通过多种表征手段验证该组装方案的可靠性,以及材料的电学特性、界面特性与空间电荷特性,并借助局放实验等电学测试,证实该结构设计对提升电力电子封装绝缘性能的实际效果。
Q.您目前在攻读博士学位期间遇到的最大挑战是什么?您是如何克服的?
我在研究过程中面临的核心阻碍,主要源于跨领域研究的特性以及电力电子封装绝缘技术当前的发展瓶颈。我所在的团队长期深耕高压领域,核心研究对象是绝缘子、套管、电缆这类器件,绝缘研究工况大多聚焦在直流或50 Hz交流下。但我的课题聚焦电力电子封装绝缘设计,需要适配极高频 (百kHz)、高切换速度 (现在碳化硅器件已达到数十至百纳秒级别) 的特殊工况,这种工况下空间电荷注入剧烈,容易导致器件局部电场畸变加剧。而我们团队前期对电力电子器件的构造、特殊工况下的绝缘失效问题及机理都缺乏深入认知,只能从零开始构建这方面的知识体系,这就带来了跨领域认知与技术体系的适配难题。
从行业发展阶段来看,当前也存在不少客观限制。现在第三代半导体碳化硅芯片的电压等级已经提升到15-20千伏及以上,但配套的电力电子封装绝缘系统还在沿用传统硅基器件(商用最高电压等级6.5千伏)的技术方案,明显跟不上芯片的发展速度。虽然电力电子企业已经开始启动相关研究,但整体仍处于起步阶段:首先,能提供极高频、高切换速度方波源的国内企业只有西安一家,获取合适的工况模拟条件难度很大;其次,传统的绝缘检测手段,例如局部放电电学测试,在这种特殊工况下会受到强电磁干扰,底噪过高导致检测失效,适配的研究评估手段还不够成熟;最后,行业至今没有制定极高频、高电压工况下绝缘性能的评判标准,缺乏明确的测试达标依据,各环节研究都没有成熟经验可借鉴。
在具体研究实施过程中,我也遇到了不少技术难点。课题后两章涉及的仿真设计、材料应用等内容,因为团队在套管、电缆等传统高压器件研究中积累了成熟方法,推进起来相对顺利,但电力电子器件特殊工况下的绝缘失效机理研究,没有现成的技术路径可参考,这是前期研究中花费时间最多的部分。另外,第三章的材料组装工艺我也摸索了很久。电力电子封装的绝缘主要依赖于DBC衬底上1.5 mm~2 mm的绝缘间隙实现。随着芯片电压等级不断升高,这一狭窄间隙的绝缘电应力越来越大,而我需要在这个窄间隙中布置电场自适应结构,此类相关工艺参数的摸索过程耗费了大量精力。
Q.您认为一名优秀的博士毕业生应具备哪些关键品质?
大家关于“优秀博士”的评判标准,可能在不同场景下有着不同的考量维度。站在学校和行业的角度,往往会以一些显性成果作为重要参考,比如是否获得过国家奖学金等重要奖项,是否成功申请到博士生自然科学基金这类科研项目,或是发表学术论文的数量与质量是否突出等。这些量化的成果确实能在一定程度上反映博士的科研能力与学术积累,也是外界评判的常见依据。
但在我看来,一名优秀的博士,更核心的特质在于历经长期科研工作的反复捶打与磨砺后,依然能保持对科研事业的高度热情与执着坚守。科研之路本就充满未知与挑战,难免会遇到实验瓶颈、理论困惑等各种难题,而这份不被挫折消磨的热爱,正是支撑人持续探索、突破创新的内在动力,也是我心中“优秀博士”身上最珍贵的品质。
Q.请问您是从何种途径了解到我们AppliedMath开设的此奖项,并决定申请的?
我一直知晓MDPI的期刊会设置各类奖项,此前也有关注过相关信息。去年年底,我收到了苏黎世仪器研究生访学奖金,今年上半年我前往美国进行短期访学期间,也特意留意了MDPI的其他奖学金机会,当时还提交了一到两个相关申请。之后,我收到了MDPI期刊编辑部的邮件,得知今年是AppliedMath期刊的这一奖项首次开放申请,正在广泛邀请感兴趣的研究者参与,我仔细查阅邮件内容后,便在四月份提交了该奖项的申请。
Q.我们了解到您在2024年度荣获苏黎世仪器研究生访学奖学金,又在2025年6月荣获IEEE PELS研究生奖学金,现在又获得了我们应用数学期刊的2026国际旅行奖。您如此出色,能否分享一些您在成长之路上,认为最值得借鉴的经验呢?
首先是在奖学金申请的信息获取环节,我认为核心是结合自身实际需求精准挖掘机会。比如2024年底申请苏黎世相关奖学金时,我的核心诉求是参加高压领域的国际会议。当时我已有一篇文章入选CEIDP会议,但学校能提供的经费支持已用尽,所以急需通过外部奖学金覆盖参会相关费用。为了找到合适的资助渠道,我主动关注各类相关公众号,检索电气行业内的各类奖项信息,最终锁定了适配的申请方向。
另一项2025年获得的电力电子学协会相关奖项,这个机会则源于同门的经验分享。我的一位同门早我一年前往美国交换,他是该奖项第一届的获奖者,深知该奖学金的申请条件——主要面向有电力电子研究背景、正在异国交换的研究者。他向我推荐后,我便着手准备申请。在申请材料准备上,这类奖学金通常要求提交研究proposal,重点考察申请人的研究背景与研究思路。我在撰写提案时,精心梳理了自身研究课题的核心内容、研究逻辑与潜在价值,内容打磨得比较扎实,提交前也特意请推荐老师过目并征求意见,这也为申请成功奠定了基础。在这个过程中,我认为提名人和推荐人的选择至关重要,为我的申请提供了有力支撑。提名人和推荐人需要与自己的研究方向相关、在推荐时能帮忙把关申请材料、同时了解行业前沿研究方向。在此也很感谢帮助过我的梁曦东教授和孙凯教授。
Q.作为作者,在选择期刊发表学术成果时,您最看重期刊的哪些方面?您对开放获取出版模式有何看法?
在选择投稿期刊时,我最核心的考量是“研究主题与期刊定位的高度相关性”,这也是基于我自身研究方向的特殊情况得出的心得。我的研究是高压与电力电子两大方向的交叉融合,这种跨领域属性让投稿过程相对尴尬:若投向电力电子类期刊,审稿人可能认为研究的电力电子属性不够突出;若投向高压类期刊,又可能因电力电子相关的应用场景与技术细节超出传统高压领域的常规研究范畴,导致审稿人难以充分理解。因此,对我而言,期刊的开源与否、具体出版模式等都并非关键因素,核心还是要找到能精准匹配跨领域研究主题的期刊。
Q.您当前的研究兴趣是什么?您的长期职业目标是什么?
关于未来职业规划,我目前的核心思路是先夯实学术成果,再逐步探索发展路径。截至目前,我已有一定的学术成果积累,由于即将毕业,我计划先集中精力完成剩余毕业大论文和在写的小论文,确保学术成果的完整性和竞争性。毕业后,我计划在实践中积累行业经验,持续关注学术领域的动态。一方面会继续尝试发表新的研究成果,丰富自己的学术履历;另一方面也会留意高校教职等相关机会,不局限于单一的职业方向。我始终希望能保留未来职业选择的多样性,所以在毕业前的这段时间,会以“应发尽发”为原则,最大化积累学术资本,为后续无论是深耕行业还是回归学术的选择,都打下坚实的基础。
Q.作为这个奖项的获得者,能否分享一下您的感受,您是否有特别想感谢的人?
收到获奖邮件的那一刻,我内心满是激动。在此,我想向所有给予我支持与帮助的人表达最诚挚的感谢。首先,要感谢MDPI的编辑部通过邮件让我知晓了这个奖项的申请机会,也感谢平台为科研工作者提供了这样优质的展示与激励渠道。其次,感谢自己始终保持对学术的热忱,积极参与各类学术会议,主动关注并争取相关奖项机会,这份坚持也让我收获了意外的认可。特别要感谢我的导师胡军教授,他的指导对我而言至关重要,总能在关键节点为我指明研究的大方向,帮我在迷茫时找准前行的道路,这份高屋建瓴的指引让我受益匪浅。同时,也要感谢同门在实验过程中给予的无私帮助。最后,感谢父母 (孙达海、李玉梅)、男朋友冯禹豪与其他所有亲朋好友们一直以来的默默支持与鼓励,正是他们的陪伴,让我能够毫无后顾之忧地投入科研工作。这份荣誉既是对我过往努力的肯定,也是未来继续前行的动力,我会带着这份认可,在科研道路上稳步前行。
科研从来不是一条容易的路,跨领域研究的适配难题、技术上的瓶颈、反复试错的辛苦,都是科研人常会遇到的挑战,而能让人坚持走下去的,核心还是那份对科研的热爱。希望这份对科研的真诚热爱,能一直支撑着更多研究者前行,我们也期待看到更多人带着这份热爱,在自己的研究领域持续深耕,产出更多有学术价值和实际应用意义的成果,为相关行业的发展添砖加瓦。
AppliedMath 期刊介绍
主编:Prof. Dr. Takayuki Hibi, Osaka University, Japan
创刊于2021年,旨在促进数学与应用学科的融合,并为数学与应用学科提供一个高级论坛, 将数学概念、理论和方法应用于其他学科,如物理、工程、医学、化学、生物、信息科学、能源、环境科学、金融、商业、计算机科学、工业和社会科学等。期刊已被Scopus、ESCI (Web of Science) 等多家知名数据库收录。
2024 Impact Factor:0.7
2024 CiteScore:1.1
Time to First Decision:20.6 Days
Acceptance to Publication:8.6 Days
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/appliedmath

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