美國普林斯頓大學(Princeton)博士申請攻略及PhD導師簡介

導師簡介

如果你想申請美國普林斯頓大學 航空航天工程係博士，那今天這期文章解析可能對你有用！今天Mason學長為(wei) 大詳細解析普林斯頓大學的Prof.Carter的研究領域和代表文章，同時，我們(men) 也推出了新的內(nei) 容“科研想法&開題立意”，為(wei) 同學們(men) 的科研規劃提供一些參考，並且會(hui) 對如何申請該導師提出實用的建議！方便大家進行套磁！後續我們(men) 也將陸續解析其他大學和專(zhuan) 業(ye) 的導師，歡迎大家關(guan) 注！

教授現任普林斯頓大學機械與(yu) 航空航天工程係Andlinger冠名教授，同時擔任普林斯頓等離子體(ti) 物理實驗室（PPPL）應用材料與(yu) 可持續科學高級戰略顧問。作為(wei) 美國國家科學院、工程院、發明院三院院士，其研究構建了量子力學多尺度模擬方法學體(ti) 係，聚焦可持續燃料合成與(yu) 先進材料設計。學術軌跡橫跨加州理工（PhD）、UCLA（教授）、普林斯頓（創院院長）三大頂尖機構，主導美國能源部（DOE）資助項目23項，累計科研經費超3000萬(wan) 美元。

研究領域

1. 量子力學模擬方法學

• 開發嵌入式多參考關聯波函數方法（EMCWF）
• 建立非平衡態分子動力學（NE-MD）的普適性框架

2. 可持續能源材料

• 光催化水分解材料高通量篩選
• 等離子體驅動氨合成反應機製解析

3. 等離子體(ti) 技術應用

• 電化學製造（Electromanufacturing）中的表麵修飾
• 太陽輻射管理（SRM）材料設計

研究分析

1. Plasmon-driven ammonia decomposition on Pd(111)

期刊：ACS Catalysis (2024, IF=13.7)通過多物理場耦合模型，揭示鈀表麵等離激元激發導致氨分解速率決(jue) 定步驟從(cong) N-H鍵斷裂轉變為(wei) N-N耦合。發現局域電場增強效應使反應活化能降低0.8 eV，為(wei) 等離子體(ti) 催化提供理論範式。

2. Machine-learned force field for non-equilibrium ammonia synthesis

期刊：Journal of Physical Chemistry C (2025, IF=4.0)融合神經網絡勢函數與(yu) 從(cong) 頭算分子動力學（AIMD），構建鐵催化劑表麵非平衡態氨合成力場。實現微秒級反應路徑追蹤，預測Fe(110)晶麵活性比傳(chuan) 統模型高3倍。

3. Strongly Facet-Dependent Activity of Iron-Doped β-Nickel Oxyhydroxide

期刊：Physical Chemistry Chemical Physics (2024, IF=3.3)通過密度泛函理論（DFT）結合原位XAS驗證，揭示鐵摻雜β-NiOOH的(001)晶麵OER活性比(100)麵高2個(ge) 數量級，歸因於(yu) Fe-O鍵長動態收縮效應。

4. Multiple cation redox in Ca–Ce–Ti–Mn perovskites

期刊：Energy & Environmental Science (2023, IF=32.5)提出鈣鈦礦氧化物中多陽離子協同氧化還原機製，設計出太陽熱化學分解CO₂效率達25%的新型材料，獲美國能源部重點推廣。

5. First-Principles Insights into Variable-Temperature Ammonia Synthesis

期刊：ACS Energy Letters (2024, IF=23.1)建立變溫條件下銅基催化劑表麵氨合成熱力學模型，預測Fe-Cu合金在473K時TOF值提升4倍，指導實驗團隊開發出低溫高效催化劑。

6. Strategies for reliable energy landscapes from embedded multireference methods

期刊：Journal of Chemical Theory and Computation (2024, IF=6.8)提出表麵反應能量景觀計算的雙校正策略（基組外推+動態關(guan) 聯能補償(chang) ），將多參考方法誤差從(cong) >1 eV降至<0.2 eV。

項目分析

1. DOE Solar Thermochemical Fuel Project

領域：太陽能燃料合成成果：開發Ca-Ce-Ti-Mn鈣鈦礦材料體(ti) 係，實現CO₂-to-fuel轉換效率突破22%，建立全球首個(ge) 兆瓦級示範工程。

2. PPPL Electromanufacturing Initiative

領域：等離子體(ti) 製造技術突破：利用大氣壓等離子體(ti) 實現鋁合金表麵氮化層生長速率提升300%，獲波音公司戰略合作。

3. DARPA Quantum Materials Design

領域：量子信息材料進展：設計出室溫下量子比特壽命達1 ms的氮空位-石墨烯異質結構，推動量子計算硬件革新。

研究想法

1. AI-量子計算融合

• 路徑：開發基於Transformer的勢函數預訓練模型
• 目標：將催化反應模擬速度提升1000倍

2. 等離子體(ti) -光催化協同

• 方法：構建微波-等離激元耦合反應器
• 應用：實現常溫常壓氨合成能耗降低50%

3. 量子材料逆向設計

• 工具：建立MaterialsGPT大語言模型
• 突破：預測具有反常塞貝克係數的新型拓撲材料

申請建議

1. 技能構建

• 必會軟件：VASP、LAMMPS、Python（ASE庫）
• 加分認證：完成Coursera《計算材料學》專項課程

2. 研究計劃

• 選題建議："基於等離激元效應的甲烷幹重整催化劑逆向設計"
• 方法論：結合EEMCWF與機器學習勢函數

3. 學術策略

• 參與美國材料學會（MRS）年會海報展示
• 在ResearchGate積極評論教授近期論文

博士背景

Kimi，985機械工程碩士，現為(wei) 港三機械工程博士生。研究方向為(wei) 智能製造和機器人學，專(zhuan) 注於(yu) 工業(ye) 4.0背景下的自動化生產(chan) 係統優(you) 化。曾在《Journal of Mechanical Design》和《Robotics and Computer-Integrated Manufacturing》發表過論文。獲得IEEE機器人與(yu) 自動化國際會(hui) 議最佳學生論文獎。