美國密歇根大學論文庫

1. 密歇根大學的學術水平

密歇根大學在工程學領域擁有極強實力。2017年 USNEWS美國工程學院排名第六。
根據2009年美國最佳大學工程學排行（本科，括弧內為研究生），航空/太空/宇航工程 第3（4）位，機械工程第2（4）位，工業工程第2（2）位，電機/電子/通訊 第6（7）位，電腦工程 第7位，生醫/生醫工程 第7位，材料工程 第2（7）位，核能工程 第1（1）位，工程科學/工程物理 第3位，船舶建造與海洋工程 第1（1）位。 密歇根大學商學院（The Stephen M. Ross School of Business）在500 名全日制學生以上規模商學院中MBA專業排名第一 (Wall Street Journal，2002年4月)。在《最佳商學院報告》中是唯一在所有五項學科類別都排前五名的商學院：金融技能、營銷技能、全球視野、技術和綜合管理（Business Week，2002年10月）。被評為最有創新意識的課程（Business Week，1999年10月）。
在2004年全美MBA排名中，密西根大學商學院名列全美商學院第一名（Wall Street Journal，2004年9月）。密歇根大學Ross商學院在各學科都能為學生提供最好的教育，幾乎所有學科都名列美國前10強，包括會計、金融、營銷、組織行為、運營管理、資訊系統等。
密歇根大學安娜堡校區（University of Michigan-Ann Arbor，一般University of Michigan即指此校區，簡稱UM或UMich）是密歇根大學的校本部，是一個典型的大學城，也是底特律的衛星城。安娜堡風景優美，在全美最適宜居住的城市中排名第七，距離美國著名的汽車城底特律一個小時的路程。學生總數有3萬9千人，其中1萬5千人為研究生。校園分為北校、中校、南校三個核心部分以及博物館、醫學院、植物園、休倫河濕地保護區、東校、高爾夫球場等其他部分，核心面積達13平方公里，總面積85平方公里。
學生來自全美50個州和世界120多個國家。在現任的6238名教員中，有77名現任美國國家科學院院士以及工程院院士，有許多世界著名學者及科學家。密歇根大學的校友超過40萬人，擁有全美規模第二大的校友會組織，僅次於賓夕法尼亞州立大學的藍白校友會。歷史上共有8位畢業生和12位教授獲得過諾貝爾獎，包括著名華裔物理學家丁肇中，多位校友榮獲過圖靈獎，6位教授榮獲過國家科學獎章, 18位校友獲頒普利策獎，8名NASA宇航員，26名獲羅茲學術獎。 前美國總統福特也是密歇根大學出身。宇航員校友甚至把校旗插上了月球。安娜堡分校設有19個學院，各學院的學術水平排名領先群雄，例如社會科學學院、法學院、商業管理學院、工學院、醫學院以及公共衛生學院在美國十分有名，均列美國高校同類學院的前5位。這19個學院共開設有15000多門本科課程，幾乎涵蓋了所有學科領域，是美國課程設置最豐富的大學之一。大學排名全美前10名的專業包括商學、工程、醫學、護理、法律、公共事務、心理學、社會學、地質、地球物理、文學和歷史等許多學科。
安娜堡分校下設的學院包括：
建築與城市規劃學院（A. Alfred Taubman College of Architecture & Urban Planning）
藝術設計學院（School of Art & Design）
商學院（Stephen M. Ross School of Business）
牙醫學院（School of Dentistry）
教育學院（School of Ecation）
工程學院（School of Engineering）
拉克哈姆研究生院（Rackham Graate School）
信息學院（School of Information）
法學院（Law School）
文理學院（The College of Literature, Science, and the Arts）
醫學院（Medical School）
音樂戲劇學院（School of Music, Theatre & Dance）
自然資源與環境學院（The School of Natural Resources and Environment）
護理學院（School of Nursing）
葯學院（College of Pharmacy）
運動學院（School of Kinesiology）
公共衛生學院（School of Public Health）
公共政策學院（Gerald R. Ford School of Public Policy）
社會工作學院（School of Social Work） 密歇根大學迪爾伯恩分校（University of Michigan-Dearborn，簡稱UM-Dearborn）是美國密歇根大學的三個校區之一，始建於1959年。該分校設有工程與計算機學院、人文學院、管理學院和教育學院，在校生9000多名。其工程與計算機學院有14個研究生專業（包括博士、碩士學位），9個本科專業。校園面積為0.8平方公里。

密歇根大學迪爾伯恩分校位於美國及世界的汽車工業中心——底特律的迪爾伯恩區，其校區座落在美國汽車工業的發祥地——福特庄園之內，與福特汽車公司總部及其研究中心相毗鄰。1959年，當福特家族將其庄園的一大片土地捐獻給密歇根大學時，密歇根大學立即將其建成迪爾伯恩校區，更好地為汽車工業服務。1998年，美國國會通過立法，將包括密歇根大學迪爾伯恩分校在內的區域劃為國家級汽車工業遺產園（Automobile National Heritage）。
密歇根大學迪爾伯恩分校的工程與計算機學院十分注重應用研究和教學，尤其注重在汽車工程領域的研究和教學，與美國三大汽車公司及眾多的零部件廠保持長期緊密的合作關系。在迪爾伯恩工學院在讀的研究生中許多來自三大汽車公司及其主要零部件供應商。同時，在校生也可以非常方便地去汽車公司實習。密歇根大學迪爾伯恩分校的校友遍布美國汽車工業。
迪爾伯恩分校下設的學院包括：
藝術、科學與文學學院（College of Arts, Sciences, and Letters）
商學院（College of Business）
工程與計算機科學學院（College of Engineering and Computer Science）
教育，衛生與公眾服務學院（College of Ecation, Health, & Human Services） 密歇根大學弗林特分校（University of Michigan–Flint，簡稱UM-Flint）是一所位於美國密歇根州弗林特的綜合性公立大學，建於1956年，是密歇根大學的三個校區中最小的，橫跨弗林特河的校園面積僅0.3平方公里。
建校50年來，密歇根大學弗林特分校一直致力於最高水平的教學，最高額度的獎學金和最新的創造研究，這是密歇根大學弗林特分校的三大支柱任務。
密歇根大學弗林特分校也是一個擁有各種學生和學者的多樣化社區，學生通過在藝術、科學、人文和職業方面的互動教學服務，為自己的就業和未來做好充分的准備。UM-Flint的學生在各自的領域，在他們的職業中，並在他們的社區, 都積極擔任著領導者的角色。
弗林特分校下設的學院包括：
藝術與科學學院（College of Arts & Sciences）
教育與人類服務學院（School of Ecation & Human Services）
衛生健康與研究學院（School of Health Professions & Studies）
管理學院（School of Management） 密歇根大學在行政上除了上述的三個校區外，還有一些不屬於任何校區的特殊的組成部分，主要是醫學院及醫院系統和野外的科考營地。主要的包括：
密歇根大學醫學院及醫院系統（University of Michigan - Health System）。雖然系統中的護理學院和醫學院以及它們下屬的醫院的主體位於安娜堡，但是行政上，醫學院下屬的一系列醫院是獨立於安娜堡分校的。醫學院的總部佔地0.58平方千米，除此之外還有密歇根大學醫院、CS莫特兒童醫院、馮福倫達婦女醫院等三個醫院以及遍布全州的40餘個健康中心、眼科中心、牙科中心和120多個專科診所。
密歇根大學瓦許藤諾郡健康部門（University of Michigan - Washtenaw County Health Department），位於安娜堡，是密歇根大學下屬的一個以社區服務為宗旨的分支部門。
密歇根大學諾斯維爾州立醫院（University of Michigan - Northville State Hospital），位於密歇根州的諾斯維爾。是密歇根大學醫學院下屬的分支醫院。密歇根大學門羅郡健康部門（University of Michigan - Monroe County Health Department）， 位於門羅郡。是一個社區服務部門。 密歇根大學戴維斯營（University of Michigan - Camp Davis），位於懷俄明州的小村莊傑克遜霍爾以南的峽谷里，是個與世隔絕的地方，臨近黃石公園和大提頓國家公園，是地球科學、環境科學、測繪和生態學的科考營地。所有地球科學和環境科學類的學生都要去戴維斯營學習野外實地考察的課程。面積2平方千米。
密歇根大學地球與環境科學系落基山科考站（University of Michigan - Earth and Environmental Sciences Rocky Mountain Field Station），即包括安峰和阿伯峰（Peak Ann & Peak Arbor）的一片山地，位於懷俄明州和愛達荷州相接處的落基山脈的高原上，臨近傑克遜湖，是地球科學、環境科學、能源科學，特別是地質學和冰川學的觀測基地。
密歇根大學生物科考站（University of Michigan - Biological Station），位於密歇根州北部的希博伊根郡的小鎮佩爾斯頓的東邊，道格拉斯湖的南魚尾灣的岸邊，靠近密歇根湖和休倫湖之間的麥基諾水道的一片森林，人煙稀少，是生物學和生態學的科研基地。其擁有獨立的教學、科研和生活設施，面積達40平方公里，建築150座，規模相當於一個大學。這片區域也是世界瀕危物種亨氏水甲蟲的最後棲息地。
密歇根大學蘇格島奧斯本自然保護區（University of Michigan - Sugar Island Osborn Preserve），位於蘇聖瑪麗東南部、蘇必利爾湖和休倫湖之間水道上的蘇格島上，隔著不大的喬治湖與加拿大相望，是密歇根大學擁有的一個觀測生態、生物、土壤和地質的觀測站，也是一個自然保護區，面積達13平方公里。
密歇根大學五大湖營地（University of Michigan - Great Lakes Camp），位於密歇根州的利文斯通郡。
密歇根大學清新空氣營（University of Michigan - Fresh Air Camp，即夏令營），位於密歇根州東部的平克尼，是一個教育學的戶外活動營地。
密歇根大學愛德文·喬治自然保護區（University of Michigan - Edwin S George Reserve），是位於安娜堡的西北方，距離學校25公里的一片面積為5平方公里的森林，內設科考站。這片森林位於一個冰磧湖盆地上，內有豐富的動植物物種。1930年由愛德文·S·喬治贈送給密歇根大學的生態系統和進化系的研究所。
密歇根大學岡山科考站（University of Michigan - Okayama Field Station），位於日本的岡山，曾經是密歇根大學日本研究中心的一個項目。該站成立於二戰以後，以岡山附近的三個小村莊為樣本研究日本的文化起源。1949年正式運行，直到1955年關閉，中間位密歇根大學的日本研究中心採集了大量的珍貴資料。
密歇根尼亞營地（University of Michigan - Michigania Camps），一共有三個，分別位於密歇根沃倫湖西岸 、紐約州提康德羅加要塞以北30英里的阿迪朗達克山麓喬治湖北岸 以及加利福尼亞州的斯坦尼斯勞斯國家森林裡。
此外，密歇根大學的地球與環境科學系和生物系還在密歇根的霍頓縣、新墨西哥的聖塔菲、紐約的阿迪倫達克山脈、義大利的西西里島、俄羅斯的勘察加半島、紐西蘭的南島、印度尼西亞的爪哇島、斐濟的蘇瓦、剛果的基伍湖、大溪地、巴哈馬、格陵蘭和西班牙的巴塞羅那設有考察站。醫學院在迦納的庫馬西設有考察站。其它專業還在加拿大的安大略省、中國的雲南、巴西的聖保羅、阿根廷的布宜諾斯艾利斯、澳大利亞的珀斯和土耳其的伊茲密爾設有考察站。

2. 美國留學 密歇根大學環境工程專業詳解

一場“桑迪”颶風襲擊美國東部地區，造成近百人死亡和重大財產損失，各種“天災”的發生，讓人們意識到防患於未然的重要性，如何與自然和諧相處，考驗著人們的技能，環境工程學科成為各國重視的一個空行學科，越來越多的學滑歲生去美國留學信虧睜選擇環境工程專業。 開設環境工程專業的美國大學有很多，留學e網將為學生詳細介紹非常著名的十所名校。下面是密歇根大學校環境工程專業的介紹，希望對准備赴美國留學申請密歇根大學環境工程專業的學生有幫助。 密歇根大學環境工程介紹 密歇根大學土木與環境工程系目前擁有全職教授29人，包括施工工程管理(Construction Engineering Management)、環境與水資源工程學(Environmental and Water Resources Engineering)、岩土工程學(Geotechnical Engineering)、結構與材料工程學(Structural and Materials Engineering)四大研究方向。 國際學生申請密歇根大學土木與環境工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求84分，聽、說、讀、寫成績分別不低於23、 17、23、17分)或IELTS成績(最低要求6.5分)。其他需要提交的材料有：完整的申請表格、本科成績單、畢業證書與學位證書、三封推薦信、個人 申請陳述和個人簡歷。博士申請截止日期為12月15日，碩士申請截止日期為2月15日。申請費為75美元。 網址：http://cee.engin.umich.e/ 關於密歇根大學 美國密歇根大學安娜堡分校(University of Michigan Ann Arbor)成立於1817年，是一所四年制的公立研究性大學，也是該州最古老的大學。密歇根大學安娜堡分校在校學生有41042人，其中國際學生有 3100人;在校教師有5610人。密西根大學是美國中西部十大聯盟之一，而主校區位於美國密歇根州的安娜堡，即密歇根大學安娜堡分校。無論大小、校園建 築、學術地位、教學資源、師資或學生素質，密歇根大學安娜堡分校都是美國州立大學的佼佼者。密歇根大學安娜堡分校距離底特律(Detroit)國際機場只 有45分鍾的車程，交通非常便利。

3. 葉茂：「芯」之所向，全力以赴

2018年4月17日凌晨，美國商務部宣布，將禁止美國公司向中興通訊銷售零部件、商品、軟體和技術7年，直到2025年3月13日。該消息一出，在我國國內引起了軒然大波，上至中國政府，下至普通百姓都深刻意識到，中國自行設計、製造晶元已刻不容緩。一塊指甲蓋大小的晶元，如今已成為全球企業競爭、 科技 比拼的重要籌碼。

同年，還在美國密歇根大學攻讀博士的葉茂在導師推薦下，開始獨立負責一門研究生課程，主講晶元集成納米製造技術。看著教室里不同膚色、不同國家的學生，想到鬧得沸沸揚揚的中國晶元被美國「卡脖子」事件，站在講台上傳授晶元集成納米製造技術的葉茂，心中越來越不是滋味。在密歇根冰天雪地的深夜裡，有一個想法在他的腦袋裡冒了出來：「我或許可以做點什麼」。

當這個想法越來越多地出現後，葉茂開始為回國做准備了。「我就在想，我既然掌握著晶元集成納米製造這門技術，為什麼要留在美國給外國學生講呢，我應該回到國內去，給國內的學生講這些知識。」幾次輾轉奔波之後，2020年，葉茂正式加入北京航空航天大學。

春寒料峭，市場的需求，政策的加持，科研的創新……在「中國芯」迎來絕地反擊的「春天」里，葉茂就此蓄勢發力，向著更多的可能全力奔跑。

即便已經跨入而立之年，葉茂的身上仍保持著最初的那種純粹：無畏無懼，一往無前；隨心而行，隨遇而安。

2007年，葉茂考進華中 科技 大學材料科學與工程學院。在大學期間，葉茂並不算一個特別勤奮和「聽話」的學生，他在學習上的動力大多來源於興趣，喜歡做什麼就去做什麼。有一天，他突然萌生了「想出國去看一看」的想法，於是就自己准備出國考試（托福和GRE），並拿到了獎學金，去了美國密歇根大學攻讀機械工程碩士。

葉茂的碩士導師是一個印度人，在美國密歇根大學有著舉足輕重的影響力和地位。葉茂來到他的門下時，獲得了一份研究工作，以此可以全免學費同時還有一份科研助理的工資，是很好的待遇。葉茂問導師：「我的成績不是最好的，簡歷也不是最漂亮的，這么好的待遇為什麼給我呢？」

葉茂的導師回答說，因為他覺得葉茂在這項研究上很有自己的想法。在去美國之前，葉茂已經和導師有過一些交流，在交流中，針對一些研究上的問題，他給出了多種解決方案，自此給他的導師留下了深刻的印象。「他覺得這是我很大的一個亮點。」跟隨碩士生導師，葉茂從事了利用納米生物材料仿生骨支架的相關工作，並取得了一系列成果。

2014年，葉茂碩士畢業後原本打算直接工作。他坦言道：「我讀博士其實是一件十分偶然的事情。」當時，葉茂剛剛找到工作，偶然在一次學術報告上碰到了剛來到密歇根大學工作的Yasha Yi教授，通過交流，兩個人碰撞出了很多新的想法，然後他的博士生導師對他說：「我們或許可以實現它們（這些想法）」。就這樣，葉茂放棄了到手的工作機會，選擇繼續在密歇根大學攻讀電子與計算機工程博士。

葉茂的主要研究方向是晶元集成光電子器件與晶元集成納米製造技術。簡單來說，後者是為前者服務的，為了製造晶元集成光電器件，往往需要花大量的時間和精力在晶元集成納米製造技術上面。自2014年起，葉茂就進入美國頂級（state of the art）大型晶元集成實驗室勞瑞納米加工技術實驗室（Lurie Nano Fabrication Facility）學習基於硅基材料的納米製造和晶元集成技術，並在之後的研究工作中逐漸掌握了這項技術。

在國外的學習期間，葉茂主要圍繞可見光波段光學超構表面和超構透鏡、醫用閃爍體的光抓取納米結構及晶元集成激光雷達光學相控陣（OPA）器件等方面進行了深入系統研究，取得了若干國際領先的重要成果。

葉茂開發了基於大折射率富硅基氮化硅的超構透鏡設計與製造工藝體系，突破了可對抗刻蝕延遲的超構透鏡和無色散超構透鏡設計技術，解決了可見光波段光學超構表面和超構透鏡製造難度大、成本高及存在色散等難題，研製了基於可見光波段的光柵結構超構透鏡、線偏振超構透鏡和具有聚焦結構的超構透鏡等集成光子學器件；他開發了可用於醫用閃爍體材料的光抓取納米結構，極大地提高了常規醫用閃爍體的發光效率；針對晶元集成激光雷達中的核心偏光組件，他提出了基於光學相位矩陣（OPA）和光學超構表面相結合的非機械式可控偏光方案，可極大地減小激光雷達的體積、重量和成本。相關成果已在領域內知名學術期刊發表論文20餘篇，授權國際專利1項。

其中葉茂研發的可設計聚焦結構的光學方法被世界知名 科技 評論《麻省理工 科技 評論》（ MIT Technology Review ）專題報道，並指出了此技術在未來晶元光刻行業具有重要應用前景（文章題目為「為什麼超構透鏡即將為晶元製造業帶來革命」「Why metalens are about to revolutionize chip-making」）。

在國外學習和研究多年，葉茂與導師之間的關系更像是朋友和合作夥伴，這種關系一直維持到現在。葉茂說，他和他的博士生導師都是十分理想主義的人，總想著可以做出一些東西去改變世界。因此，他們的研究十分務實，往往會考慮一些前沿技術在工業界大規模應用的可行性，比如研發比較前沿的超透鏡時要去研究如何降低成本，以實現大規模生產。

在與導師及其他老師的不斷交流中，葉茂越來越堅定這種價值認知：做出好的成果不是為了發論文，不是為了功與名，而是為了去改善人們的生活，讓這個世界變得更好。「我們一直在朝著這個目標前進，我們在做出成果時，往往第一時間就會想到，這個能不能得到應用？跟同行業相比，它的優勢在哪裡？我們做研究最終的目的一定是讓科研成果惠及人類，惠及世界。」葉茂說道。

就像是一場修行，葉茂在美國不斷汲取知識，增長見識，提升能力，迅速成長為晶元製造行業內的知名青年學者。他表示：「晶元集成納米製造工藝的開發是非常費精力的，但是當你親手製造出40納米、20納米的結構及器件後，你了解了晶元製造工藝的每一個細節，這都是非常寶貴的經驗。現在，回過頭想一想，這是我在美國最大的收獲之一。」

即便已經在國外打下了一片自己的天地，但是葉茂回國就職的道路依然不是順遂的。

在美國待了7年多，葉茂不認識國內學術界任何人，只能在網上搜索求職，海投簡歷。好在當時國內很多學校都有海外青年論壇，一些高校對葉茂熱情地發出了邀約。於是，在2018年短暫的聖誕假期，他回國一次性跑了4所高校。但這不是一次成功的旅程，相比於葉茂拿出的一些納米製造技術和器件成果，他當時碰到的老師們似乎對簡歷上論文的影響因子更感興趣。那年的冬天，他第一次知道還有論文分區這回事。

也曾有人勸葉茂先在一些高影響因子的期刊多發幾篇論文，再以此為台階回國就業。思考過後，葉茂拒絕了。「我或許可以這么做，但這並不是我做研究的初心，研究成果的價值在於它是否能推進其所在領域的進步。我覺得能真正解決問題，能真正可以應用上的研究就是好的研究。」即便2018年的那次短暫回歸沒什麼收獲，但葉茂仍然堅持回國的想法。博士畢業後，他繼續做了一年的博士後研究，將之前沒有完成的工作完成，並於2019年年底又回到了國內。

這一次，葉茂遇到了懂他的「伯樂」——房建成院士。在經過一番深入的交流之後，房建成院士對他說：「你的研究做得不錯，我們很需要你這樣的做晶元集成光電子器件與納米製造技術方面的人才。相比論文我們更看重能實際應用的成果，能解決問題，能真正有用且好用就行。」就這樣，葉茂加入了北京航空航天大學，任副研究員。

「做研究，需要找到志同道合的人，我跟房院士的想法很一致，就是做出實際有用的東西。相比發文章，我們更在乎的是能不能把晶元集成事業做起來，在自己的領域製造出中國自己的晶元並付諸產業化，改變晶元工業的格局，使中國的晶元事業追上，甚至超趕美國。」葉茂說道。

相比於晶元的設計，晶元的製造才是制約我國晶元集成事業發展的關鍵「短板」。如何將光電子器件進行晶元化，做得那麼小的同時還降低成本，有完善的功能、好的性能、高的良品率，是一個較大的難題，而葉茂就為了解決這個難題而歸。

利用多年來在晶元集成光電子器件領域的研究積累，面向國家對關鍵測量與導航儀器的發展需求，葉茂回國後立即開展了晶元集成量子精密測量器件理論方法與製造技術研究工作，主要包括晶元集成原子磁強計、晶元集成原子陀螺儀、功能型光學超構表面技術、面向商用的平面集成光學超構透鏡等，致力於為我國在短時間內實現核心關鍵光電子晶元技術的突破提供強大的技術支撐。同時，葉茂還依託國家重大科研項目的開展進行了相關平台建設和教學工作。

從事科研成果多年，葉茂鮮少有負面情緒的時候。回顧自己一路走來，他說：「有問題就解決問題，我其實沒有那麼多時間和精力去解決情緒上的事情。」

在美國時，雖然葉茂所在團隊的資源不少，但是團隊的人卻很少，只有他和他的師弟兩個博士。那些年，就是他們兩個人完成了一項又一項科學研究。在晶元集成光電子器件的製作過程會出現各種各樣的問題。但是葉茂和他的師弟沒有一句怨言，只是埋頭工作，最終完成了多項具有嚴格工程指標的科研任務。「其實，我們並沒有覺得很累，就是一方面有計劃地去做研究，另一方面發散思維多想辦法，多嘗試。我們沒有時間去想：這個好難，做不出來怎麼辦？或者說，這個太難了，不想做了。這不可能，我們既然開始做了，就一定要做出來，而且要做好。」

回國時，雖然一開始沒有得到認可，但是葉茂從未想過放棄。他想的還是：什麼問題都是可以解決的，只要我把成果做出來，且能用上，總有一天會有人認可的。正是這樣的樂觀、堅韌的精神造就了現在的葉茂。

基於原子無自旋交換弛豫（SERF）效應的原子磁強計是目前最高精度的磁場測量感測器，其理論精度可達亞飛特量級，是目前戰略磁測量與醫學生物磁測量設備中的核心器件。原子磁強計的晶元化將極大地縮小目前器件體積（從傳統的厘米級縮小至毫米甚至微米級），降低功耗和成本，是未來高精度、微型化、陣列式量子磁感測器件的必經之路。多種軍用以及醫療裝備如微型量子導航系統、微型深海探潛系統、高分辨腦磁成像裝置和體內介入式生物磁測量設備等，都對原子磁強計的晶元化提出了迫切需求。

2014年美國桑迪亞國家實驗室受美國國家衛生研究院（NIH）和美國能源部核安全部門（DOE-NNSA）等多家單位的支持，開啟了微型晶元化SERF原子磁強計陣列（OPM）原理樣機的研製。此外美國國家標准技術研究所（NIST）獲得美國策略環境與發展研究計劃（SERDP）資助，於近年開發了適用於晶元集成製造方法的垂直鍵合式原子磁強計原理樣機，率先開始了晶元集成原子磁強計的研究。同時，我國也在「十四五」規劃中明確提出了對晶元集成量子精密測量器件的迫切需求。而對原子磁強計進行晶元化的核心就是解決晶元集成原子磁強計中光子學操控與耦合的問題，這是一項微納光子學、晶元集成納米製造和量子精密測量多學科交叉的卡脖子問題。

為解決這一技術難題，葉茂申請了自然科學基金青年科學基金項目「晶元化原子磁強計中集成光子學操控與耦合問題的研究」。在項目研究中，他將 探索 晶元級微小型原子磁強計中的精準光學操控方法、光/量子耦合機制，在此基礎之上開發用於晶元化原子磁強計的集成光子學操控與耦合方案，最後結合微型原子系綜進行集成光/量子耦合極弱磁測量實驗，以期為實現晶元集成原子磁強計從無到有的突破奠定基礎。

晶元集成原子磁強計中光子學操控與耦合問題的解決，是突破現有瓶頸，開發高精度、陣列式、集成化精密量子測量系統的第一步，更是實現國家「十四五」規劃綱要提出迫切需求的高分辨腦磁成像、深海/深地磁探測，以及晶元化量子測量系統所要解決的核心問題。

在更加貼近人們生活的應用方面，葉茂也提道：「舉個例子，我們的手機裡面有陀螺儀感測器，雖然對於人們的生活已經夠用了，但是其實還沒有到很理想的狀態。如果把量子陀螺儀做到晶元化，那手機的導航定位會更加靈敏和精確。目前，大部分自動駕駛系統依靠激光雷達作為核心測距感測器，但現在的雷達還是比較大，只能放在車頂，如果做到晶元化，不但可以減小體積，更重要的是降低成本，這樣一輛車上可以安裝多個不同維度掃描的晶元集成激光雷達，從而使自動駕駛更加精確和安全。」

目前，相關的工作正在有序進行當中。葉茂表示，飯要一口一口吃，路也要一步一步走。製造中國自己的晶元不是一蹴而就的，但他願意為了這個目標不懈努力。

除此之外，葉茂以全美頂級的晶元集成超凈間實驗室勞瑞納米加工技術實驗室為模板，致力於建造晶元集成超凈間實驗室體系。晶元集成超凈間實驗室是微結構微系統方向重要的實驗製造平台，它對未來整個電子、電氣、機械、材料、生物和光學等學科可以起到重要的支撐作用。不過，平台的建設是一個長期的項目，初期的目標是以建設百級的超凈間和氣體凈化內循環體系，人員管理和使用體系為主。5年的預期目標是可以在實驗室里自行製造超越我國目前工業晶元精度的納米結構。

「回國後，我發現國內的晶元發展已經熱了。如雨後春筍般，很多製造晶元的實驗室也都搭建起來了。但是，相對的，國內缺少專業的設備調試、維護及工藝開發等相關人才。」雖然實驗室的建設已經提上日程，但在前期的研究當中，葉茂提出暫時使用國內建設的公共納米製造平台。他說：「因為國家在建造晶元製造實驗室方面已經花了很多錢了，我們要充分地利用好它們。相比於歐美一些成熟實驗室，它們可能沒有足夠的工藝積累，但設備還是很好的。我們可以進行合作，利用海外的工藝經驗一起開展研究攻關，提升精度，達到一個利益最大化。」

同時，葉茂也表示，為了技術的自主可控，肯定要建立自己的實驗室，但是在這之前，首先要培養或引進一批相關的人才，等搭建好成熟的人才儲備與管理體系，才能更好地助力實驗平台的建設。

在北京航空航天大學，葉茂擬開設全英文晶元集成納米製造課程。這門課程目前在國內學校還比較少見，即便在美國，也只有條件優秀的幾所大學開設了。然而整個工業界對於電子和光學器件的趨勢都在往小型化、微型化方面發展，因此晶元集成納米製造技術不光是用來製造晶元，更是製造多種功能的新型納米結構/器件的必經之路。這項技術在未來必然會越來越普及。依託在美國教授這門課程的經驗，葉茂希望通過開設這門課程，使國內學生更加了解這項技術，為我國培養更多的晶元集成納米製造方面的人才。

對於自己的學生，葉茂有著自己的要求和期望。一是，他希望學生擁有一顆強大的內心，不能因為研究工作難而迴避，甚至放棄，要有百折不撓的精神；二是，他希望學生可以將研究的過程變快樂一點，去享受科研的過程。「經驗是最寶貴的財富，哪怕這個事情你最終沒有做出來，但是過程中已經積累了很多寶貴經驗。如果你不去嘗試，不去 探索 ，怎麼可能會獲得經驗呢？我還是那句話，有問題解決問題，不要去逃避，不要放棄，要有把它干成的精神。」

打籃球，學習吉他，跟著短視頻練就一手好廚藝……工作之餘的葉茂也很認真地在生活。無論是工作，還是生活，他保持著自己的節奏，不驕不躁。對於未來，葉茂不做過多設想，也不會因為未知而焦慮，於他而言，唯一明確要做的事情，就是把握當下、拼搏努力，全身心投入到自己熱愛的科研事業里。