陈云飞教授-如何撰写高质量的国家自然基金申请书ppt课件
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34
如何提高ZT?
Seebeck coefficient
Electrical conductivity
ZT S 2 T
Thermal conductivity
Bulk nanocomposites Thin film superlattices
Modified from Majumdar, Science 303, 777(2004)
➢学会发现问题：潜在的？前瞻的？能形成共鸣的? ➢挑战传统学科中未解难题：摩擦、流体、传热…
二、研究对象能否改变？---开辟新方向
➢已掌握的原理、知识解决新对象？ ➢相近学科、类似方法解决新对象？
三、能否利用现有的新技术？---学科交叉
➢已掌握的成熟技术解决新对象？ ➢其它学科的新技术解决自己的老问题？
33
学会讲故事（摘自50276011）
为了提高微处理器的运行速度和芯片的 集成度，芯片的集成逐渐由二维向三维发展。 降低芯片的温度，消除电子器件工作过程中 所产生的热量是电子器件工作稳定的基本条 件。如486微处理器工作过程中所产生的热量 为4W，586为16W，由国际半导体商业学会预 测，在下一个5年内微处理器所产生的热量将 达到220W。想象一下，在一个一只鞋的空间 里，点亮一只220W的灯泡的后果将不堪设想。
30
申请书的风格
中规中矩型 特色鲜明型
31
中规中矩型
严谨、细致
重视文献综述 详细叙述技术路线 重视工作基础
32
中规中矩型
重视文献综述
➢ 尽可能给评审专家一个问题的全貌 ➢ 工作背景：
研究现状；存在主要的挑战；各 个研究小组的解决方案；优缺点 ➢ 论述问题要集中 不要分散注意力 ➢ 语言生动 学会讲故事
Insulator
Semiconducto
Metal
Sr
S2
35 AB SABT ,
A
B
T
dS AB dT
e p
Carrier concentration (n)
中规中矩型
详细叙述技术路线
尽可能考虑全面，让专家容易明白 不怕泄密 明确给出技术难点，做到无懈可击
重视工作基础
Radiation
Substrate
SiO2
Pt
Cr
Liquid
Sample
Ta
Rc Rt Tt Rts Ts
28
获批准感想（50275026 ）
学科交叉
工程热物理与机械的交叉
➢ 摩擦学前沿
利用新技术解决老问题
➢ 创新点2个
微热扫描探针技术 同时研究摩擦机理与传热机理
29
提纲
自然基金与职业规划 创新是申请书的灵魂 如何创新？ 申请书的风格
主要贡献：应用晶格动力学模型验证该 假设。
15
创新案例一：改变研究对象
Reynolds equation for steady state sliding
(H 3 P ) (H 3 P ) 6U H
X X Y Y
X
1994年，撰写滑动轴承 1995年博士毕业，撰写汽车 1996年，撰写波箔轴承 全部失败！
雷诺方程 系统结构动力学方程 超薄液膜三维纳维斯托克方程
21
工程问题的挑战---创新设计
22Y.F. Chen, Trib. Trans. 2001
1.2*1.0*0.3mm
优化磁头、悬臂、润滑膜
稳定性好
环境适应性、灰尘颗粒
粘连问题
飞高5nm
23
Y.F. Chen, APL, 2002
Ir TC1(Hot)
Cold
TE Film
TC1 at the tip end
Heater
创新案例三：学科交叉
Cantilever
Cantilever Mount
Tip
Sample Solid-Solid Conduction
Liquid-Film Conduction
Air Conduction
创新案例二：利用新技术
24
获批准感想（50505007）
撰写内容系统深入
有较好的工作基础
➢ 摩擦学前沿
纳米摩擦学与微纳机电的结合
➢ 创新点2个
微振动器、径向密度
25
如何进一步提高数据记录密度？
磁记录系统，100GB/in2 ，飞高 6nm 近场热/电/光记录，1000GB/in2，R=20nm
12
理论研究的困境(二)
2、表面粗糙模型(D.Tabor,1954， Oxford )
主要贡献：能够解释宏观摩擦现象，但 不能从第一原理给出解释。
f F [ ]Ar [ ] N [ ]Ar [ ]
13
理论研究的困境(三)
3、表面吸附模型：
(Gang.H. and M. Robbins, 《Science 》，1999)
如何撰写高质量的国家 自然基金申请书？
1
Jan.5, 2010
提纲
自然基金与职业规划 创新是申请书的灵魂 如何创新？ 申请书的风格
2
自然基金与职业规划
一、自然基金的宗旨：
有效运用国家自然科学基金，支持 基础研究，坚持自由探索，发挥导向作 用，发现和培养科学技术人才，促进科 学技术进步和经济社会协调发展。
陈云飞 陈云飞 陈云飞 陈云飞 杨决宽 王玉娟
庄苹 陈敏华 陈云飞 陈云飞
提纲
自然基金与职业规划 创新是申请书的灵魂 如何创新？ 申请书的风格
8
如何确立自己的研究方向？
Science
Technology
Other Engineering
9
Mechanical Engineering
如何创新？
一、科学原理上能否创新？---原理创新
42
类似研究方向是否受到资助？ 查阅过去资助纪录
与国际同行的不同点？ 大量阅读文献
5
创新是申请书的灵魂
二、创新的标准
让自己暗自高兴! 灵感？学科交叉？新原理？新技术？
让同行从你的申请书学到新知识! 不要担心别人偷你的Idea!பைடு நூலகம்
让自己与同事无法再改自己的申请书! 注意每个细节？？？
6
如何让自己暗自高兴？
1992年，钱永健开始投入绿色荧光蛋白 的研究工作，到了1994年在《科学》期刊发 表论文，2008年获得诺贝尔化学奖，15年。
自然基金是小同行评审，发表高质量论 文是关键，学术交流很重要！ 在真理面前，每个人都会诚惶诚恐！
41
致谢
科技处 江苏省微纳生物医疗器械实验室 教育部MEMS重点实验室 国家自然基金连续十年的资助
17
Film thickness h=1~10 nm
高密磁盘系统的超薄液膜润滑理论与实验研究
18
获批准感想（59805003）
研究对象新-硬盘系统
➢ 摩擦学前沿-纳米摩擦学，明确的工程背景
➢ 理想的物理模型解决基础科学问题
19
Cantilever
Cantilever Mount
Tip
Sample Solid-Solid Conduction
给出有意义的代表性论文 切记基金是小同行评审，垃圾SCI论文 只会帮倒忙！
36
特色鲜明型
灵感、明确创新、言简意赅
文献综述详略得当 重点阐明自己的思想和创新 叙述一个完整的故事
37
金属/半导体多层膜能量输运机理的研究
50676019
对大多数人而言，‘半导体’一词的 直接联想可能是现代的微电子工业，如个 人计算机、光通信等。事实上，在上个世 纪50年代，激发人们对半导体研究兴趣的 则是制冷，人们希望找到一种高性能的半 导体热电制冷模块，以制造出固体冰箱或 固态热电转换器件……
Binnig,1996
26
1st Generation 2nd Generation
27
热探针技术
Pt-Cr Junction
m
Pt Line Tip
Laser Reflector
m
SiNx Cantilever Cr line
TC2 Cr
Heater TC2 at the base of the tip
主要工作：基于牛顿定律，应用分子动力 学模型验证该假设。
14
z Axis
Solid particle
20
Fluid atom
I=80000
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
x axis (c)
理论研究的困境(四)
4、表面损伤与自修复模型：
(E.Gerde,M.Marder,《Nature》,2001)
依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理
3
自然基金与职业规划
二、如何做好自己的职业规划？
教师的职责： 教学、项目申请、学术活动
三、申请书的定位：
基础研究： 凝炼科学问题 探索前沿领域 创新是灵魂
4
学术论文 学术会议 学术服务
创新是申请书的灵魂
一、创新，开辟新的职业方向
是否拓展了导师、前辈的研究领域？ 注意区分
10
基础科学问题的提出：摩擦学
机械工业是国民经济的支柱产业，工业化 国家的财富有60%——80%是制造业创造的。摩 擦、磨损是机械零部件失效的主要形式之一， 在机械设备上，有三分之一设备的失效是由过 度磨损造成的，40%的能量损失是由摩擦造成的。
11
理论研究的困境(一)
摩擦产生的机理是什么？ 1、鹅卵石模型(达芬奇、库仑，1663-1806年)
灵感？学科交叉？新原理？新技术？
1 59805003 2 50276011 3 50676019 4 50475077 5 50506008 6 50505007 7 50275026 8 50776017 9 50875047
710 50925519
机械学 工程热物理 工程热物理
机械学 工程热物理
Liquid-Film Conduction
Air Conduction
Radiation
Substrate
SiO2
Pt
Cr
Liquid
Sample
工程问题的挑战
如何进一步提高数据记 录密度？ 1972年，IBM3370 磁盘
飞高650nm 2002年，Segate飞高
15nm
20
磁头的流体动力润滑理论
不仅读专业文献，也读科普文献、综述文 献，了解历史
39
撰写高质量申请书的条件
泛读大量文献，寻找研究方向 精读核心文献，并作读书笔记 开展前期研究（3个月）？ 给出明确的、有意义的研究目标 设计出详细的技术路线 针对技术路线，列出研究条件 给出让人信服的创新点 好的论文纪录
40
基金的意义
自然基金鼓励自由探索，自己决定我们 自己职业的走向！ 选对职业方向，可以事半功倍！
16Film thickness h=1~100 m
创新案例一：改变研究对象
0 10nm
Reynolds equation for steady state sliding
(H 3 P ) (H 3 P ) 6U H
X X Y Y
X
间隙由1000纳米减小到5纳 米，带来巨大的工程挑战！
机械学 机械学 工程热物理 机械学 机械学
1999-2001 2003-2005 2007-2009 2005-2007 2006-2008 2006-2008 2003-2005 2008-2010 2009-2011 2010-2013
14万 25万 30万 24万 25万 24万 24万 30万 36万 200万
不仅读专业文献，也读科普文献、综述文 献，了解历史
38
基于纳米热探针技术的摩擦磨损微观 机理的研究50275026
在物理学及工程领域，一个令人尴尬 的秘密是摩擦力到底是如何产生的？ ……
正如一句名言所说：“上帝制造了晶 体，魔鬼制造了表面”，由于表面结构的 复杂性，导致了对摩擦、磨损机理上认识 的困难……
如何提高ZT?
Seebeck coefficient
Electrical conductivity
ZT S 2 T
Thermal conductivity
Bulk nanocomposites Thin film superlattices
Modified from Majumdar, Science 303, 777(2004)
➢学会发现问题：潜在的？前瞻的？能形成共鸣的? ➢挑战传统学科中未解难题：摩擦、流体、传热…
二、研究对象能否改变？---开辟新方向
➢已掌握的原理、知识解决新对象？ ➢相近学科、类似方法解决新对象？
三、能否利用现有的新技术？---学科交叉
➢已掌握的成熟技术解决新对象？ ➢其它学科的新技术解决自己的老问题？
33
学会讲故事（摘自50276011）
为了提高微处理器的运行速度和芯片的 集成度，芯片的集成逐渐由二维向三维发展。 降低芯片的温度，消除电子器件工作过程中 所产生的热量是电子器件工作稳定的基本条 件。如486微处理器工作过程中所产生的热量 为4W，586为16W，由国际半导体商业学会预 测，在下一个5年内微处理器所产生的热量将 达到220W。想象一下，在一个一只鞋的空间 里，点亮一只220W的灯泡的后果将不堪设想。
30
申请书的风格
中规中矩型 特色鲜明型
31
中规中矩型
严谨、细致
重视文献综述 详细叙述技术路线 重视工作基础
32
中规中矩型
重视文献综述
➢ 尽可能给评审专家一个问题的全貌 ➢ 工作背景：
研究现状；存在主要的挑战；各 个研究小组的解决方案；优缺点 ➢ 论述问题要集中 不要分散注意力 ➢ 语言生动 学会讲故事
Insulator
Semiconducto
Metal
Sr
S2
35 AB SABT ,
A
B
T
dS AB dT
e p
Carrier concentration (n)
中规中矩型
详细叙述技术路线
尽可能考虑全面，让专家容易明白 不怕泄密 明确给出技术难点，做到无懈可击
重视工作基础
Radiation
Substrate
SiO2
Pt
Cr
Liquid
Sample
Ta
Rc Rt Tt Rts Ts
28
获批准感想（50275026 ）
学科交叉
工程热物理与机械的交叉
➢ 摩擦学前沿
利用新技术解决老问题
➢ 创新点2个
微热扫描探针技术 同时研究摩擦机理与传热机理
29
提纲
自然基金与职业规划 创新是申请书的灵魂 如何创新？ 申请书的风格
主要贡献：应用晶格动力学模型验证该 假设。
15
创新案例一：改变研究对象
Reynolds equation for steady state sliding
(H 3 P ) (H 3 P ) 6U H
X X Y Y
X
1994年，撰写滑动轴承 1995年博士毕业，撰写汽车 1996年，撰写波箔轴承 全部失败！
雷诺方程 系统结构动力学方程 超薄液膜三维纳维斯托克方程
21
工程问题的挑战---创新设计
22Y.F. Chen, Trib. Trans. 2001
1.2*1.0*0.3mm
优化磁头、悬臂、润滑膜
稳定性好
环境适应性、灰尘颗粒
粘连问题
飞高5nm
23
Y.F. Chen, APL, 2002
Ir TC1(Hot)
Cold
TE Film
TC1 at the tip end
Heater
创新案例三：学科交叉
Cantilever
Cantilever Mount
Tip
Sample Solid-Solid Conduction
Liquid-Film Conduction
Air Conduction
创新案例二：利用新技术
24
获批准感想（50505007）
撰写内容系统深入
有较好的工作基础
➢ 摩擦学前沿
纳米摩擦学与微纳机电的结合
➢ 创新点2个
微振动器、径向密度
25
如何进一步提高数据记录密度？
磁记录系统，100GB/in2 ，飞高 6nm 近场热/电/光记录，1000GB/in2，R=20nm
12
理论研究的困境(二)
2、表面粗糙模型(D.Tabor,1954， Oxford )
主要贡献：能够解释宏观摩擦现象，但 不能从第一原理给出解释。
f F [ ]Ar [ ] N [ ]Ar [ ]
13
理论研究的困境(三)
3、表面吸附模型：
(Gang.H. and M. Robbins, 《Science 》，1999)
如何撰写高质量的国家 自然基金申请书？
1
Jan.5, 2010
提纲
自然基金与职业规划 创新是申请书的灵魂 如何创新？ 申请书的风格
2
自然基金与职业规划
一、自然基金的宗旨：
有效运用国家自然科学基金，支持 基础研究，坚持自由探索，发挥导向作 用，发现和培养科学技术人才，促进科 学技术进步和经济社会协调发展。
陈云飞 陈云飞 陈云飞 陈云飞 杨决宽 王玉娟
庄苹 陈敏华 陈云飞 陈云飞
提纲
自然基金与职业规划 创新是申请书的灵魂 如何创新？ 申请书的风格
8
如何确立自己的研究方向？
Science
Technology
Other Engineering
9
Mechanical Engineering
如何创新？
一、科学原理上能否创新？---原理创新
42
类似研究方向是否受到资助？ 查阅过去资助纪录
与国际同行的不同点？ 大量阅读文献
5
创新是申请书的灵魂
二、创新的标准
让自己暗自高兴! 灵感？学科交叉？新原理？新技术？
让同行从你的申请书学到新知识! 不要担心别人偷你的Idea!பைடு நூலகம்
让自己与同事无法再改自己的申请书! 注意每个细节？？？
6
如何让自己暗自高兴？
1992年，钱永健开始投入绿色荧光蛋白 的研究工作，到了1994年在《科学》期刊发 表论文，2008年获得诺贝尔化学奖，15年。
自然基金是小同行评审，发表高质量论 文是关键，学术交流很重要！ 在真理面前，每个人都会诚惶诚恐！
41
致谢
科技处 江苏省微纳生物医疗器械实验室 教育部MEMS重点实验室 国家自然基金连续十年的资助
17
Film thickness h=1~10 nm
高密磁盘系统的超薄液膜润滑理论与实验研究
18
获批准感想（59805003）
研究对象新-硬盘系统
➢ 摩擦学前沿-纳米摩擦学，明确的工程背景
➢ 理想的物理模型解决基础科学问题
19
Cantilever
Cantilever Mount
Tip
Sample Solid-Solid Conduction
给出有意义的代表性论文 切记基金是小同行评审，垃圾SCI论文 只会帮倒忙！
36
特色鲜明型
灵感、明确创新、言简意赅
文献综述详略得当 重点阐明自己的思想和创新 叙述一个完整的故事
37
金属/半导体多层膜能量输运机理的研究
50676019
对大多数人而言，‘半导体’一词的 直接联想可能是现代的微电子工业，如个 人计算机、光通信等。事实上，在上个世 纪50年代，激发人们对半导体研究兴趣的 则是制冷，人们希望找到一种高性能的半 导体热电制冷模块，以制造出固体冰箱或 固态热电转换器件……
Binnig,1996
26
1st Generation 2nd Generation
27
热探针技术
Pt-Cr Junction
m
Pt Line Tip
Laser Reflector
m
SiNx Cantilever Cr line
TC2 Cr
Heater TC2 at the base of the tip
主要工作：基于牛顿定律，应用分子动力 学模型验证该假设。
14
z Axis
Solid particle
20
Fluid atom
I=80000
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20
x axis (c)
理论研究的困境(四)
4、表面损伤与自修复模型：
(E.Gerde,M.Marder,《Nature》,2001)
依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理
3
自然基金与职业规划
二、如何做好自己的职业规划？
教师的职责： 教学、项目申请、学术活动
三、申请书的定位：
基础研究： 凝炼科学问题 探索前沿领域 创新是灵魂
4
学术论文 学术会议 学术服务
创新是申请书的灵魂
一、创新，开辟新的职业方向
是否拓展了导师、前辈的研究领域？ 注意区分
10
基础科学问题的提出：摩擦学
机械工业是国民经济的支柱产业，工业化 国家的财富有60%——80%是制造业创造的。摩 擦、磨损是机械零部件失效的主要形式之一， 在机械设备上，有三分之一设备的失效是由过 度磨损造成的，40%的能量损失是由摩擦造成的。
11
理论研究的困境(一)
摩擦产生的机理是什么？ 1、鹅卵石模型(达芬奇、库仑，1663-1806年)
灵感？学科交叉？新原理？新技术？
1 59805003 2 50276011 3 50676019 4 50475077 5 50506008 6 50505007 7 50275026 8 50776017 9 50875047
710 50925519
机械学 工程热物理 工程热物理
机械学 工程热物理
Liquid-Film Conduction
Air Conduction
Radiation
Substrate
SiO2
Pt
Cr
Liquid
Sample
工程问题的挑战
如何进一步提高数据记 录密度？ 1972年，IBM3370 磁盘
飞高650nm 2002年，Segate飞高
15nm
20
磁头的流体动力润滑理论
不仅读专业文献，也读科普文献、综述文 献，了解历史
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撰写高质量申请书的条件
泛读大量文献，寻找研究方向 精读核心文献，并作读书笔记 开展前期研究（3个月）？ 给出明确的、有意义的研究目标 设计出详细的技术路线 针对技术路线，列出研究条件 给出让人信服的创新点 好的论文纪录
40
基金的意义
自然基金鼓励自由探索，自己决定我们 自己职业的走向！ 选对职业方向，可以事半功倍！
16Film thickness h=1~100 m
创新案例一：改变研究对象
0 10nm
Reynolds equation for steady state sliding
(H 3 P ) (H 3 P ) 6U H
X X Y Y
X
间隙由1000纳米减小到5纳 米，带来巨大的工程挑战！
机械学 机械学 工程热物理 机械学 机械学
1999-2001 2003-2005 2007-2009 2005-2007 2006-2008 2006-2008 2003-2005 2008-2010 2009-2011 2010-2013
14万 25万 30万 24万 25万 24万 24万 30万 36万 200万
不仅读专业文献，也读科普文献、综述文 献，了解历史
38
基于纳米热探针技术的摩擦磨损微观 机理的研究50275026
在物理学及工程领域，一个令人尴尬 的秘密是摩擦力到底是如何产生的？ ……
正如一句名言所说：“上帝制造了晶 体，魔鬼制造了表面”，由于表面结构的 复杂性，导致了对摩擦、磨损机理上认识 的困难……