2016休斯顿大学实习项目实习周记（3）

公共篇

如果说第一周是生活上开始，那么第二周就是学习科研上的开始。在第二周的周一大家都陆续去和导师见面。几乎所有同学都对其实验室的具体方向，实验原理，与仪器的使用有了一定的了解，也很快地融入了色彩斑斓的实验室新家庭。

现在大家的作息时间都比较统一，朝九晚六。我们早餐男女生寝室轮换着做早餐，并且为了节约大家的时间也对早餐删繁就简，鸡蛋牛奶配面包。在不浪费时间的同时也让大家有一个营养的早餐。

经过了一周的适应，美国生活变得和中国一样充实有趣。这一周里，不会做菜的已经略有小成，回锅肉，炒青菜样样不落。上周还只会洗碗的，现在咖喱饭也做得相当美味。慢慢地，大家不再是学校或者家里那个只关心学习，而不懂如何生活的学生。异乡的独立生活，让大家更加成熟，更加有担当。我们就像一个大家庭，各有所长，也各师所长。

这周二我们也对住宿的问题进行了讨论。因为我们8月13号之前需要搬离学校的宿舍，所以我们需要在这之前找到新的住处。曾绮学姐为我们找了性价比较高的连锁宾馆（Extended Stay America），休大的Zhang Jin老师为我们介绍了在她家附近的一个出租的房子，大家也在联系学长学姐询问租房的程序和好的房源。经过初步的讨论我们第二批的5个人打算住在Zhang Jin老师提供的大房子里，虽然那里离休大有大约10miles的距离，但那个街区相对比较安全并且周围配套设施比较齐全。我们5到6个人住在那里，大家一起出发去学校以及返回住处，无论是时间比较急打车还是通过其他的方式，通勤费都能有效地降低。这周末，具体看房后，我们也打算添置些家具，让旧房变新家。

除了联系住处以外，星期六我们还去了休斯顿的市中心，在繁华的购物街Galleria逛了一下午。由于在市中心的缘故，其价格并没比中国便宜多少，但商品的种类确实多于国内，大家边玩边逛，同学们也小有收获。

经过两周大家在生活学习上都步上了正轨。我相信接下来大家在美国，在休大定会有一段快乐而充实的学习生活时光。

个人篇

商尚炀

精神渐旺，气魄渐长，第二周的七日，是探索的时光。

最大的新闻，是与仍在加州度假的导师进行简短的视频通话，窗口里我的导师Sheth先生很是随意地瘫在沙发里，操着一口中亚风味的英语向我介绍他的设想，大意是让我接手一个已毕业的硕士生Patel未完成的项目，此项目的中心是探究人类视觉在辨认图片特征时的机制，目标是用程序语言把这种机制表现出来。Patel之前已经搭构起来一个框架，我所要做的是对其中的一些算子进行测试和修正。鉴于我之前并未接触过有关研究，导师建议我学习二叉树和使用weka软件。

在交流的时候我们发现，中亚风味和东亚风味的口音似乎难以兼容，特别是东亚口音对专业词汇毫无掌握，所以文字交流承担了主要的沟通任务。

本周的其他探索，包括但不限于：图书馆安逸的隔间、自然学院的免费报纸、球场芳香的草皮、厨房里的欢声笑语、披萨店里的无限制冷饮，以及电信铺面里向我请教中文笑话的小哥。

下周会更有趣吧，欢迎来到德克萨斯，自由的土地。

向杰伟

经过一周对美国生活的适应，我渐渐习惯了这里早上9点左右开始学习，中午不午休，一直到下午6点左右结束的作息安排。这周学习研究上也渐渐开始起步。

周一我首先是跟着印度学姐Tisa学习使用PECVD，与阅读相关的文献。虽然大家都来自不同的国家，不同的民族，但学长学姐们都十分热情与耐心，对我的问题也十分细致地解答。

接下来我参加了扫描电子显微镜使用的培训，在学姐的指导下对探针样品进行观察。

这周三我也参加了小组的组会，组会上气氛都很活跃，7个学生和1个教授围坐在一个会议桌边，自由地发表着自己对于问题的看法与间接。大家的想法都很创新，在2个多小时的时间里，我们提出问题，寻找解决方案，并进行论证，高效地解决了问题，并且也安排好了一下步的研究计划。

学习和日常生活都按部就班，我相信接下来一定会更加充实精彩！

陈丽莎

这周阅读论文“Improved Automatic Detection and Segmentation of Cell Nuclei in Histopathology Images”，在实验室电脑和自己笔记本上build‘Farsight’后，对细胞核通道图像测试论文的算法效果，并调试参数，根据论文和测试效果确定不同参数对分割结果的影响。Jahan把研究论文细节的任务交给了我，希望我能找出对于不同细胞种类，分割的最佳参数是什么。

由于不同图像区域有不同的细胞，细胞的形状和大小不同，则其最佳分割效果的参数不同。目前思路是确定出不同类型细胞得到最佳分割效果时的参数，并将分割结果作为ground truth，而ground truth作为训练集带入学习模型，使得对于Gigabyte级别大小的图像中不同的区域，不同的细胞种类，算法能够自适应选择参数，以得到最佳的效果。

图像预处理的结果非常重要，对分割结果的影响较大，因为图像灰度分布，对比度，清晰度对分割结果影响很大，但也要避免图像预处理造成原图信息的丢失。原始单通道图像灰度值偏低，需要进行直方图均衡，若灰度直方图集中在较低区域，则算法根本无法执行。而由于直方图均衡后的图像仍存在模糊现象，此时对模糊图像直接进行分割会导致under segmentation，需要进行deblurring去除模糊，避免分割结果出现merging的现象，但deblurring也可能使得部分细胞灰度值降得过低造成漏检。

默认参数情况的分割结果

目前对参数的测试结果是算法对max_size和min_size比较敏感，这两个参数限制了分割后的细胞边界点距离nuclear centroid的距离的最大最小值。

周日下午徐焰学姐主持了关于机器学习的meetup，有在读博士和已经工作的校友等前来参加，气氛非常轻松。这个关于machine learning的meetup每两周举办一次，分别由不同的人对于自己有所涉猎的machine learning的不同分支做presentation。这一次由学姐带来feature selection的基本算法，以及在Anaconda上使用python工具包进行基本的数据分析的应用。

用linear model分析California housing数据

赵雪妍

周一下午，我成功见到了我的导师——Dr.Brankovic。他为我介绍了一位来自伊朗的博士生Kamyar，由他来为我介绍实验室和相关研究工作。

我所在的实验室是纳米制备实验室，主要方向是欠电位沉积（UPD）和传感器方向。实验室不大，只有五名学生，其中有一位来自复旦大学的中国学姐，让我倍感亲切。但是，Kamyar特意向我强调在这个实验室里通用语言是英语，我和雯丽学姐不可以用中文交流，会让其他的学生感到不适。不得不说，这大大增加了我理解问题的难度，不过却也在敦促我更快的适应新环境。

实验室环境

Dr.Brankovic对我的三个月的实习规划大致是，在前两周里熟悉实验室、掌握基本的仪器操作、仪器清洗和安全培训，两周后再开始研究工作。这一周里我主要做的是接受休斯顿大学化学实验室网上安全培训，清洗实验室仪器，学习cyclic voltammograph的操作方法，还和Kamyar去看了蒸发沉积的仪器。这些都是很基础性的工作。实验室的学生们都非常友善，虽然这两个星期他们四个人有2个research，需要大量的实验数据支撑，每个人都非常的忙碌，但他们却耐心的解释我的每个问题，如果我不理解他们还会不厌其烦的用比较基础的语言和术语解释给我听。

在目前了解的实验方向中，我对实验室中目前研究的气敏传感器很感兴趣。经了解后，发现他们是利用在Au上用UPD镀金属薄膜，根据电阻变化来检测，现在他们在改变金属种类、溶液浓度等等来寻求最优样品。

Sensor样品

李斌

周一见了导师，然后他给我分配给了David和Jeff两位phD，通过简单自我介绍后，Jeff给我分配了任务，让我给装在鞋上测量压力的一个芯片设计一个固定装置。做好之后给Jeff检查之后又做了一些改进。

周二最后完善好这个装置之后，Jeff又让我给一个读SD卡的芯片做一个固定装置。由于芯片的测试工作还没有做好，我也只能大概进行设计。

周三，对模型做了一个适当的修改。Atina教授来我们实验室说周五开组会，我们也需要参加。

CAD建模

周四，我让Jeff教我操作3D打印机，把我周二设计好的模型打印出来了。Jeff说以后有需要我可以自己打印了。

3D打印机

周五上午九点，我们准时来到楼上的主实验室开会，这个课题组的成员很多，会议开到了下午1点半。感受最深的一点是这里的博士生研究生都很好学，每个人讲完以后总会有很多人提问，而不会出现只有老师提问的尴尬情况。但是这里我也有一个问题，几乎每个上去讲的学生把讲的内容都放在一张PPT上，我觉得这增加了听的人的难度吧。

常晟源

本周我正式开始了在Mayerich博士实验室的科研生活。不得不说这里的科研氛围很好，大家有说有笑，导师和学生亲如兄弟，完全没有在国内时导师高高在上的那种阶级感。我的第一个任务是跟着师兄学习红外光谱仪的操作方法。师哥首先带我去取回了仪器需要的液氮，然后亲自在我面前操作了一遍整个流程，逐步向我讲解，我也赶紧记下笔记。之后，师兄拿出一片4个样本，完成了第一个的扫描之后让我完成余下的三个。我按照记下的步骤，逐步小心操作，很快完成了三个样本的扫描。

周三，导师过来找我，大致和我聊了一下我要做的事情。整体来讲分为软件硬件两个方面。软件上，我要测试课题组自己编写的一个图形处理软件在处理大数据时与一个商用软件的性能差别；硬件上，我要设计一个光学成像系统，来把紫外光聚焦到显微镜载物台上，从而实现扫描。我感到十分振奋，终于能够做一些实事来挑战自己了。

紧接着，我和导师以及实验室的师兄就开始动手组装刚刚抵达的Reversed Microscope.这可是个不小的活，足足花了我们两天才完成整个系统的装配。期间，我们就出现的问题向生产厂商的工程师询问，他通过Teamviewer和电话会议指导我们进行操作，我再一次感受到了现代科技所带来的便利：想想如今，国内的科研工作者中又有多少人能够熟练使用电脑和网络解决自己的问题呢？这正是我们值得学习的地方。

目前，我正在学习课题组编写软件的安装和使用，相信我马上就会有更多的工作，要抓紧了！

陈宇遥

在这里的生活已经将近3周了，这一周的实验室的主要工作仍然落在了开尔文探针对样品功函数的检测上。首先按照包教授所说的，将学长给我的FTO样品进行检测，这种样品生长在玻璃上，通过将样品连接铜胶接地来进行功函数的检测，再将样品抽真空2h后开启开尔文探针并利用示波器读数。测得的功函数值大小在5.1eV左右，这与参考的文献描述的范围在5.1eV上下偏差0.1eV的范围符合，令人备受鼓舞。

同时我也编写了对应示波器的通讯Labview程序，借此程序解放在实验数据记录过程中繁杂的定时和手动记录数据的过程。程序的真正顺利运行还经历了一些波折：因为实验室唯一一台能够识别用于和示波器通讯的GPIB总线卡的计算机经常会出现问题，导致经常会在记录过程中中断。所以我只好拿GPIB-USB总线连接自己的电脑，但是前期因为自己忘了地址冲突的问题导致程序总是报错，最后自己发现了这一设置的问题，并在修改后使程序能够成功运行。

程序框图

于是我和学长又开始着手测量另两个不同的p型和n型掺杂的硅片，正当我们以为一切都将会如同FTO样品测量过程一般顺利时，事实却并非如此：首先掺杂后的硅片在用之前的方法处理洗涤后表面上总会有一块块的白色残留物，如果直接拿去测量则会发现数据无法稳定下来，用砂纸磨去白色的残留物后则会因为样品表面的高低已经不均匀而使得得到的数据有很大偏离。

处理过后的样品

而且一开始我们测得从铜丝经过银胶和AB胶到样品表面的电阻居然有200多欧，而实际掺杂硅片的电阻应该较小，可能是铜丝与样品表面的接触不好。所以我们决定下个星期在样品表面镀一部分金增加导电性，同时用稀盐酸对样品洗涤，看能否去除表面的残留物。

马雅尧

第三周主要是跟着王亚楠师姐做实验，即碳纳米管与石墨烯悬浮液的Zscan实验。

首先需要制备碳纳米管与石墨烯悬浮液。溶质与溶剂的重量比为1比9称重，溶解的操作的细节与高中学过的化学操作相似。溶剂为有机溶剂，因为碳纳米管与石墨烯均不亲水。

为了使悬浮液更加均匀，用超声波清洗液进行搅拌，由于颗粒较大，在搅拌时颗粒附着到了管壁上，需要更长时间的搅拌。

然后就是光路的调试。之前和朱师兄做固体的Zscan时，由于是平整的film,光的散射比较不明显，直接用PD就可接收到全部的光通量。而对于悬浮液，散射较大，需要用透镜收集光。测量液体时要用特殊的仪器比幅林作为液体装载容器，比幅林有5mm与1mm两个厚度。考虑到厚度较大时光强损失较大，厚度较小时激光与悬浮颗粒可能反应不够，厚度选择还需结合实际现象综合考虑。

石墨烯溶液与比幅林

调试平台

由于是飞秒激光器，有一定的危险性，我不能单独做实验。王亚楠师姐也特别提醒我注意安全。师姐做实验时有条不紊，每一个步骤都会提醒我注意事项。最后结果进行分析之后，我们认为，一是由于测量平台Z方向可动距离比较小，只测得了单调减的曲线，而完整的曲线应该是凹形或者凸形的。我们下一步考虑整体移动平台获得更大的测量范围。二是飞秒激光器本来输出水平方向的激光，但我们通过偏振片测量发现其消光比只有0.6，非偏振光对石墨烯颗粒双光子吸收的特性是有较大影响的，我们下一步则是考虑激光输出的原因，或者自己外加使其转化为偏振光。

除此之外在实验室听师兄师姐们讨论。来自电子科大的林师兄来实验室6个月马上就要发一篇AM论文，影响因子高达16.林师兄告诉我初来时他也是小白一个，边看文献边做实验，来实验室的初期最重要的一定是多看文献，尤其是我如果觉的方向可能不匹配的话。王师姐已经是博后工作了，举手投足间真是非常的淡定沉稳；还有朱师兄，作为实验室的光学担当与颜值担当，我觉得真是非常厉害。大家科研，生活上的问题都会在实验室中一起讨论，确实感受到了国外攻读博士学位的艰辛，一个好的idea和发论文真是特别不容易。

里约奥运会正在如火如荼的展开，上午看直播亲眼见证张梦雪为中国夺得首金，也感到特别自豪与激动，希望接下来中国代表团会越来越好，也希望接下来的一周的实验与我的论文也能足够顺利。

王冉

来休大第三周了，也是进入实验室的第二周，由于上个星期买的元件一直到周五下午才送到，所以拐杖上面控制的部分就一直是待测状态，给使用者的反馈原先选择的是数码管，Atilla觉得屏幕显示更丰富，所以又订了一个LCD屏幕，美国购买电子器件的网站主要有sparkfun，adafruit，pololu，mouser，digikey。他们不仅仅买产品，还有研发人员专门写教程或者器件的专用库，所以降低了使用的门槛，用起来就很方便。这里真正做项目的人很少有从底层驱动写起的，都是用别人写好的库，甚至用matlab的组件写好功能之后导入主控芯片，这样减少重复劳动提高了效率还是非常不错的。

为了能获得更好的反馈和视觉效果，我们又做了一个可编程彩色LED灯，并且完成了控制程序编写。先用电锯把板子切成小块，再用贴焊机把LED焊在上面，原来在国内一般无论是贴片还是直插都是用电烙铁，David听说我能用电烙铁焊贴片也是惊讶了一下。当然我还是更倾向用方便的贴片机。

下周一会有我们的Pilot过来实验室测试REX，这种有人作为对象的实验要求每个实验人员都要经过CITI的考试和认证。虽然每个部分的题目不多，但是一共有将近二十个部分，还有很多生词术语，所以很花了一些时间来完成考试，剩下的就等来自哥伦比亚的Juliana医生来给我做认证了。周一的时候还要进行传感器数据采集和处理的测试，所以这周后面几天就一直在弄SD卡的读写，之前一直出问题，换用不同的库也无济于事，仔细按教程检查了接线，还是没能解决，后来一直检查程序，追踪出错的地方，直到查到SPI库的一个相当底层的函数，按理来说，arduino的库应该是比较完善的，特别是SPI这么常用的库，底层驱动不应该出问题，所以应该还是硬件的锅，突然想到给SD卡套供电一直用的5V，手册也有讲可以用3.3V，于是抱着试试看的心理换成了3.3V，居然成功了。手册说的兼容5V和3.3V可能并不是总成立，看来以后这种地方还是要小心，就这样解决了问题，人品也是好啊，周一接上传感器测试一下就可以和上位机联调了。

白小龙

第三周基本上的内容是结合实验数据进行汇总和项目报告的工作。

首先，我对于实验装置进行三维模型简图绘制，便于展示实验结构。我先把整体管道的简图做出来，接着把调谐质量阻尼器的模型进行截图。

Figure1管道及激光传感器布置

Figure2 TMD简图

后面，我也从MATLAB处理实验数据的波形，并形成数据对比。实验的内容总体是两部分：In air和In water。这两组分别又包含三种实验设置——无阻尼装置、有质量减震器以及有涡流调谐质量阻尼器，同时进行自由振动和共振的两种实验。

管道结构频域中半频带振动情况

文章的修改还需要进行细化工作，下周继续。