东北大学的 JYPE 项目(Junior Year Program in English)是面向本科三年级学生的交换项目,课程以英语授课为主。我的交换时间从 2023 年 10 月持续到 2024 年 8 月。项目的核心课程是 IRT(个人研究训练),其余课程可以自由选择,与英文授课学生一同学习。

我加入了田中老师的微机电系统课题组,跟着组里的安德烈亚老师做有关压电器件转移的项目。这也是我第一次完整地参与一个项目从提出,完善,逐渐到实验,写作,我认为这对我个人的成长是个重要的经历。在第一学期,安德烈亚老师的构想是用传统的MEMS器件加工工艺(长时间的氢氟酸蚀刻氧化硅层)来形成类似Silicon on Nothing(SON,无基底硅)的效果,再用PDMS来转移薄膜。然而,由于该工艺流程复杂(比组里绝大多数博士生的流程都复杂得多),良率较低,加工难度很高。但我也因此有幸接触并掌握了净室加工的全流程:包括掩膜设计、制作、光刻、深硅刻蚀、溅射、等离子铣、物理和化学气相沉积,以及样品切片和光学显微镜、SEM、红外显微镜等观测手段。初期的学习过程非常紧张,每周需要掌握两到三个新工艺并立即应用,同时还要确保实验的准确性。安德烈亚老师耐心地手把手指导我完成了设备操作,这让我能较快地适应实验室工作。

第一学期末,我完成了第一批样品的制备,但由于器件转移效果不佳,结果不够稳定。田中教授提出改用激光隐切技术,利用激光形成硅的中空结构,再通过剪切力分离薄膜。课题组的隐切激光器由田中教授二十多年前亲手组装,一些部件已老化,需要大幅改装。我和安德烈亚老师花了两周时间安装了 X-Y 轴步进电机,更新了部分机械零件,还自己设计和打印了一些零件,最终换成金属制件使用。设备中软件的问题更胜硬件,在硬件改进完成后,我们又花了将近一个月的时间来编写和激光系统相容的驱动程序。

在设备的问题解决后,我通过光刻,深硅刻蚀和切片制备了许多样品,用纳秒激光破坏其内部,然后施加剪切力来完成硅片的分离。发现了一些对剪切力影响明显的激光参数,也用显微镜拍了一些有意思的照片。在我离开的前两个月,田中老师在组会上让我找一个会议投稿,我选中了11月份在京都召开的微加工与纳米技术会议。而在我参与的倒数第二次组会上,田中老师觉得现在的研究结果已经达到了期刊论文的标准,这才有了我现在在投的这篇文章。

最终,我的会议论文被接收为口头汇报。尽管我在8月就已经回到中国了,不能使用东北大学的经费,安德烈亚老师还是自费帮我报销了会议的注册费和住宿费用(红叶季的京都住宿价格不菲)。在老师的推荐下,我还参与了会议的晚宴,认识了几位有趣的人,有和我方向类似的博士生,有刚入职缺学生的助理教授,也有特别喜欢研究日本食物的法国研究员。口头报告取得了不错的反馈,一位来自日立公司的研究员似乎对我的研究很感兴趣,提出了许多问题,还在作者访谈时间和我的老师交换了联系方式。

目前,这篇论文正向《IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering》期刊投稿。 已发表(2025.8)
此外,由于网络上交换生相关的资料较少,我这里详细记录了我的申请经历,以供参考。 视频合集链接