AI驱动的材料发现与原子尺度建模：新一代硫族玻璃

项目概览

南安普顿大学工程与物理科学学部的博士项目，将人工智能、原子尺度建模与实验制造结合，用于发现新一代硫族玻璃材料。

导师为Pier-John Sazio博士和Ioannis Zeimpekis博士。学生将在光子学、先进材料与AI交叉方向工作，接触洁净室制备、材料和器件表征、模拟及机器学习。

研究希望利用地球储量较丰富的元素，探索具有优异性质的新材料，回应现有硫族材料合成复杂、投入较高的问题。

申请对应2027/28学年，截止为2027年7月31日；编程是明确必备技能，资助属于竞争并滚动分配。

项目详情

项目以第VI族元素硫（S）、硒（Se）和碲（Te）为基础开发硫族玻璃。这类非晶半导体材料因在光学、光子学和电子学方面的用途受到关注，其透明范围很宽，可由可见光延伸至远红外，因此具有多种潜在工业应用。课题将材料组成、原子层面的理解与实验验证联系起来，而不是单独开展通用AI算法研究。

团队利用Zepler洁净室内Novel and compound glass设施开发的独特工艺制备这些材料。研究环境包含先进洁净室制造条件，学生将获得材料加工与样品制备经验，并参与电子及光子器件的表征。项目介绍强调与相关学术研究者及产业伙伴合作，但没有列出已经确定的企业名称、每一项设备或各方的具体任务分工。

尽管硫族玻璃具备较宽的光谱透明范围，制备过程往往复杂且需要较大资本投入。原因之一是材料通常会结合锗（Ge）、锑（Sb）、镓（Ga）等被介绍列为稀有、昂贵的元素。项目希望一边开展实验，一边在原子尺度上使用不断发展的AI工具、模型与模拟方法，探索采用地球储量较丰富元素的新材料。降低对昂贵组分的依赖是研究方向，并非已经给出的可行配方或成本下降承诺。

建模与模拟将占研究的重要部分，与实验活动并行推进。学生拟学习用于材料发现的机器学习和AI方法，发展原子尺度材料理解，并以此支撑下一代先进材料的探索。目标中提到“优异性质”，但尚未公布具体性能数值、比较基准、最终材料体系或器件样机交付要求；这些内容需要在具体研究计划中进一步明确。

项目强调可迁移技能的形成：包括洁净室样品制备、材料加工、电子和光子器件表征、数值模拟及机器学习。团队希望申请者对研究有较强主动性，并具有物理、材料或工程背景，以及开展计算工作的编程能力。不同技能在项目中的比重尚未量化，不应将其理解为纯计算岗位，也不应推定为仅以洁净室实验为主的岗位。

光电子学院（ORC）强调平等、多样性和包容，并以Athena SWAN奖项说明相关承诺。团队欢迎不同性别、族裔、残障、性取向与年龄的申请者，也会考虑灵活工作方式及职业中断经历。介绍提及大学产假政策、校内托育设施、员工身心及工作生活支持，以及大学的可持续发展承诺与Platinum EcoAward。上述员工福利不应直接视为每位博士奖学金获得者均适用的待遇，具体身份与适用条件仍需核对。

申请要点

• 必须具有物理、材料科学或工程专业的英国2:1荣誉学位，或国际等值学历。编程被明确列为必备技能；介绍没有指定某一种编程语言，也没有列明必须具备哪类AI软件或洁净室经验。

• 在线申请选择Research、2027/28学年、Engineering and Physical Sciences学部，注明全日制或非全日制，选择相应PhD ORC（代码7097），并在申请第二部分填写导师姓名。

• 申请材料包括CV、两封学术推荐信、截至申请时的成绩单，以及适用时的英语资格证明。这里未额外列出研究计划要求，不应自行视为必交材料。

• 资助分为不同渠道：符合Horizon Europe条件的学生，学费减免自动覆盖海外与英国本土学费之间的差额；大学Presidential Bursaries为竞争性补助，用于排名靠前申请者的学费差额。学院提供的竞争奖学金通常为排名靠前申请者承担本土学费及生活津贴。三个渠道的适用条件不同，不能据此理解为每位国际申请者都自动获得全额资助。资助滚动分配，应尽早申请，以争取被考虑的机会；具体条款需查阅学校研究生研究资助信息。

• 公布的截止日期为2027年7月31日星期六。导师姓名在项目说明中为Pier-John Sazio与Ioannis Zeimpekis，联系人栏使用较短的Pier Sazio，应按学校申请系统对应姓名填写。

需要进一步确认

需确认资助名额、年限、津贴金额、国际学费差额支持适用条件及失败后的费用负担。研究方面应沟通具体材料体系、实验与计算比例、AI工具、算力与洁净室资源，以及产业伙伴参与方式。英语要求、实际入学日期、截止时刻、非全日制资助安排与最终成果目标尚未详细列明。

博士项目深度调研报告：AI驱动的材料发现与原子尺度建模

调研日期：2026年10月21日。

快速判断

南安普顿大学这一博士项目研究：AI和原子尺度建模能否帮助发现实用的硫族玻璃、降低对昂贵组分的依赖，再通过实验检验材料及其电子、光子性能。项目的特色在于计算研究与专业玻璃制备环境相连，更适合有物理、材料或工程背景，能够展示编程能力，也愿意参与实验的申请者。综合判断为 有潜力，但存在重要不确定性 ：校方项目仍开放，截止为 2027年7月31日 ，资金却是滚动竞争分配。对常住国内中国的国际申请者，仅获本土学费奖学金仍可能留下较大的学费差额，必须另行落实符合条件的海外学费支持。下一步最有价值的行动，是向主导师Pier-John Sazio确认本项目可提供的完整资助组合，以及计算研究的实际指导安排。校方项目介绍

研究问题与博士工作

尚未解决的问题

研究对象是以硫、硒和碲为基础的玻璃。这些非晶半导体具有较宽的光学透明范围，可用于光学、光子学与电子学，但制备可能需要较高资本投入和昂贵组分。项目以Ge、Sb和Ga为例，提出探索含储量更丰富元素的材料；它并未承诺某种替代成分、低成本工艺或已经测得的性能提升。科学难点是把组成、原子结构和实用性质联系起来，同时确保候选材料能够被实验制备。

明确列出的博士工作包括洁净室样品制备、材料加工、电子及光子器件表征、数值模拟和机器学习。建模是与实验并行的重要活动，尚不能把它视为纯软件博士，也没有证据表明已确定某个器件开发方案。具体材料家族、目标波段、成功标准、软件，以及实验与计算时间占比仍待确定。项目工作说明与玻璃设施共同支持这一理解。

方法、可能成果与研究风险

独立团队的工作可说明领域基础，但不能据此认定本团队将采用同一方案。Singla等人的2022年预印本使用约24,000种组成、51种元素的数据预测12项玻璃性质，并以SHAP解释成分的贡献。这说明可解释的组成—性质机器学习已经存在；作者 并非本项目导师 。研究不能证明模型对所有尚未制备的玻璃都能可靠外推，也不能取代原子尺度理解及实验验证。可解释玻璃机器学习研究

可讨论的博士问题包括：离开数据充分覆盖的组成家族后，预测不确定性如何变化；原子尺度描述能否解释仅凭组成无法解释的误差；如何共同评价元素丰度、加工可行性、光学损耗和稳定性。这些属于分析提出的研究切入点，并非已公布的任务包。可能成果包括经过验证的模型、经实验检验的材料比较，或关联组成—结构—性质的数据集；论文数量、专利、可量产器件及特定预测精度均无保证。主要风险是模型推荐的候选材料无法重复制备，或者器件损耗抵消了材料层面的优势。

学校、学科与培养

学位由南安普顿大学授予，归属工程与物理科学学部，通过ORC博士项目代码7097申请。ORC是相关研究承载单位，没有证据显示联合学位、独立雇主或已确定的企业职位。培养介绍列出90余个光子实验室、200余名研究人员，以及导师指导、会议和期刊交流；通用训练涉及报告写作、项目与时间管理、展示和安全。ORC全日制注册年限为 2—4年 ，非全日制为 3—7年 ，这些是注册期限，不能等同于资助年限。本项目属于已公布的研究课题，不自动对应“第一年授课、共四年”的CDT。确切研究期限、进度评审和训练安排尚待确认。培养项目介绍

相关学科证据比单看综合声誉更有参考意义。学校公布，电气与电子工程在 《完全大学指南》2027年英国学科排名第4 ；这是学科及课程比较，不是这一材料博士的排名。学校综合介绍另列： THE世界大学排名2026年全球第129 、 《完全大学指南》2027年英国综合第15 ，以及REF2021中92%的研究获评世界领先或国际优秀。这些指标支持其研究型大学背景，不能直接证明个别导师的指导质量或毕业去向。电气与电子工程学科、学校排名说明

项目最具体的培养优势，是进入横跨玻璃、材料与光子器件的研究社区。计算材料训练是否同样有系统安排仍不明确；海外申请者也需要先核对学历与英语条件，不能把注册年限说明当成完整招生要求。

导师与研究条件

互补专长及指导安排

Sazio任Principal Research Fellow，参与Smart Lasers and Special Fibres研究组。其主页列有正在开展的EPSRC卷对卷固态电池合作，以及较早的光纤和嵌入材料课题，支持其连接先进材料与制备的经验；现有项目经费不等于已为这个博士分配预算。Zeimpekis是电子与计算机科学学科的副教授，主页明确接受博士申请，研究涵盖硫族材料、晶圆级二维材料与低损耗相变光电子学。两者体现实验材料方面的互补性，但公开资料没有说明谁负责日常AI或原子建模指导。Sazio主页、Zeimpekis主页

Novel and Compound Glass设施覆盖块体玻璃、层状及硫族半导体、相变材料和光纤拉制，并强调可配置设备与产业合作，与本项目的材料问题贴合。不过，设施存在不能证明学生的预约优先权、耗材额度、技术支持、训练时间或算力配置。尚未核实具体企业伙伴或保证实习。设施介绍

近期论文及其项目意义

本次通过作者发布的预印本及可访问HTML正文，考察了三项Zeimpekis参与的近期研究。版本状态保留如下，不能因出版社或仓储访问失败而把未核实的文章写成已被期刊接收。

研究	贡献及与项目的联系	局限
Lawson等，2023，Optical switching beyond a million cycles	在所研究的Sb2Se3薄膜中报告最高1,000万次可逆循环、20 kHz切换，体现耐久性取决于材料与激励条件。它说明候选材料除本征性质外，还需反复功能测试。	引用实际访问的预印本；特定薄膜的结果不能证明新玻璃具有相同耐久性。
Blundell等，2024，Ultracompact programmable silicon photonics	分析相位调制与光学损耗的平衡，报告调制长度缩短至5微米、较此前缩小五倍，使材料—器件取舍更加具体。	引用预印本；虽发现后续ACS记录，但未能访问核验。增加厚度、缩小尺寸并非在所有情形下都有利。
Yu等，2026，High-Endurance, Low-loss Sb2Se3 Optical Switches	报告8英寸晶圆工艺、25 dB消光比、超过1.4亿次切换及超过6 bit操作，连接材料功能、集成与可靠性。	公开状态为已投稿Nature Photonics的预印本，是否接收未核实。已有Sb2Se3器件不等于已发现储量丰富元素替代物，也不是这个博士的成果承诺。

来源：2023年耐久性研究、2024年紧凑器件研究、2026年开关预印本。

两位导师的合作还有一项历史证据：2021年《Scientific Reports》的Laser printed two-dimensional transition metal dichalcogenides同时列有Sazio和Zeimpekis，展示空间选择性材料制备与电学、光学表征的结合，支持他们在可制造半导体材料上的合作基础。该文距本次调研已超过五年，研究对象是二维材料，而非本项目的玻璃发现。近期器件论文支持实验研究环境，但不能单凭它们证明两位导师已经建立AI材料发现流程。共同署名研究论文

领域与职业前景

这些研究把项目放在材料发现与器件验证之间：组成预测只有经得起制备、光学性能和可靠性测试才有实用价值。这种连接有利于形成材料研发、光子器件及工艺工程、表征与科学计算技能，但不会自动覆盖所有通用AI或芯片设计岗位。

Photonics Leadership Group于2025年6月发布的报告，根据截至2024年的财务数据，估计英国光子产业产出 185亿英镑 、就业 84,800人 、约 1,400家企业 ，2022—2024年同口径收入增长超过16%。这些是产业规模数据，不是博士毕业生空缺或薪酬统计。英国2023年国家半导体战略也把研发、设计/IP及化合物半导体列为优势和技能重点；这是历史政策背景，并非当前招聘或本项目经费的证据。学术、博士后和产业研发都是可能方向，但尚未核实本项目毕业去向比例、薪酬溢价、指定雇主通道或移民结果。产业报告、半导体战略

资助、申请与生活成本

生活津贴与海外学费补差必须分别落实

项目介绍的学院竞争奖学金，通常承担 本土学费和生活津贴 。培养项目另提到UKRI标准津贴及 每年2,000英镑ORC加额，最长3.5年 ，同时强调非Horizon国际奖学金数量少、竞争激烈。其2025/26历史总额与另行核实的UKRI标准加2,000英镑无法对应，因此不能推定本项目2027/28的确切金额、加额、期限或完整国际资助。项目资金说明、培养项目资助说明

两种学费机制资格不同：

• Horizon Europe学费减免 ：最长3.5年承担本土与国际学费差额，要求已接受录取、于2027年8月1日至2028年1月31日入学，并在名单中的国家具有永久常住地。名单没有中国；校方将常住地定义为入学前已居住至少三年，排除仅因学习而在永久居住地以外停留的情况。中国国籍本身既不直接决定符合，也不直接决定不符合，但通常常住国内的情形不能假定享有减免。Horizon规则
• Presidential Bursary ：名单包含中国，承担国际与本土学费差额，要求本科一等学位或等值资格及已接受博士录取。主资格条款规定2027年8月1日至2028年1月31日入学，后文操作说明却把下限写为2026年8月1日，边界情形需核对。名额按正式项目申请提交日期先到先得，由学部代为申请，无需单独递交。符合资格并不等于无数量限制地保证获得，而且这项补助没有生活津贴。项目最低2:1要求本身也未达到补助的一等学位门槛。Presidential规则

仅作费用规模参考，ORC公布的 2026/27全日制 学费为国际生27,300英镑、本土5,238英镑，相减为 每年22,062英镑差额 ；这不是已经确认的2027/28价格。UKRI 2026/27最低津贴为21,805英镑 ，同样只是参照，不能当成本项目已获奖金额。完整书面资助应同时明确海外学费与生活费，包括任何无资助延长期。学费、UKRI标准

津贴与生活成本

学校周预算指南列出宿舍155—236英镑，已含水电、Wi-Fi、巴士和洗衣；另列食品50、电话10、其他交通15、社交及身心活动30、衣物个人用品20、可选旅行25、书籍课程14英镑。不重复计费相加为 每周319—400英镑 ，按52周为 每年16,588—20,800英镑 。与21,805英镑参照津贴比较，算术余量为 每年1,005—5,217英镑 ，尚未扣除签证/IHS、国际交通、押金、设备、家属及通胀。这是规划计算，不是个人开销预测，也不是确认的2027年购买力。预算指南

2026/27实际房型表更具体：51周可选项包括Wessex Lane共用卫浴每周139.09英镑、Glen Eyre共用卫浴164.85、City Gateway独立卫浴194.67、单间公寓267.75英镑。房型是否有空缺各不相同，不能把较便宜的指南金额当成保证房源。多数研究生使用51周合同，接受后不能改短，应为未覆盖的日子留预算，并在承诺前核对2027/28价格。住宿合同与费用

背景要求与准备

明确条件及中国学历口径

项目要求物理、材料科学、工程专业的英国2:1或国际等值学位，并明确要求编程；没有指定语言、AI架构、洁净室资质或论文。培养项目列出IELTS 总分6.0、各项5.5 或等值资格，证书日期应在此前两年以内，最终仍以录取条件为准。项目要求、英语要求

中国申请者页面写明，博士申请 通常 要求2:1本科学位、merit等级硕士及较强研究计划，这比项目最低条件更广。页面的院校分档及成绩表位于授课型研究生部分，不能直接套为博士或补助门槛。同页限制Tier D学历用于ECS/Engineering，但本申请走ORC，具体处理方式仍需招生确认。没有证据显示中国国籍被排除，不过学历认可、等值认定、硕士例外和研究计划要求都应按这一招生路径核对。中国学历说明

正式申请选Research、2027/28学年、工程与物理科学学部、全日制或非全日制、PhD ORC 7097 ，在第二部分填写导师。材料包括CV、两封学术推荐信、当前成绩单及适用时的英语证明。项目明确截止为2027年7月31日，但资金滚动分配，截止日不意味着届时仍有奖学金。项目联系邮箱为 P.A.Sazio@soton.ac.uk ，通用咨询为 doctoralcollege-admissions@soton.ac.uk 。申请说明

建议准备，与硬性门槛分开

可用于讨论的证据包括：能够清晰解释的物理数据编程项目、认真完成的验证及不确定性分析，或把测量与模型联系起来的材料研究。固体物理、玻璃结构、数值方法和可重复分析知识有助于交流，但都是分析提出的准备建议，并非附加招生门槛。已有洁净室、原子模拟或机器学习经验可丰富研究讨论，尚未核实单独列出的官方优先经验清单。

若比较目标是纯通用AI算法、保证企业实习或完全预设的实验计划，本项目的贴合程度较低。它最有潜力提供的训练，是解释从材料预测到实测性质的完整过程，包括预测失败与制备约束。

下一步与待确认问题

申请前

向Sazio询问本项目目前是否有包含津贴的奖学金，以及常住国内中国申请者可用的海外学费方案，分别确认加额、期限与竞争时间表。请招生团队协调项目最低要求和中国页面的硕士/研究计划口径，确认Presidential使用的一等学位等值标准，并落实入学日期、录取英语或其他审批条件。首次联系可附CV、成绩概况，以及与科学问题相关的编程实例。

面试阶段

确认谁指导AI和原子建模、现有数据及算力、实验计算比例，以及是否已经选定材料家族或器件指标。讨论怎样评价不确定预测、候选材料无法制备时如何调整，以及洁净室费用和训练是否有预算。明确指导频率，并区分产业参与究竟是会议、共同指导、实习还是非正式建议。

接受录取前

获得书面津贴、海外学费和资助期条款，包括延续注册收费及通胀处理。将注册年限与资金期限对应，确认补助已经授予，而不只是符合资格，并按实际住宿合同和抵达费用编制预算。这是可信的材料—计算交叉机会；最影响决策的待落实内容，是具体资金与计算指导组合。

证据与来源

项目、培养与学校： 校方项目；ORC培养项目；学校排名；EEE学科证据；中国学历要求。

导师及设施： Sazio；Zeimpekis；Novel and Compound Glass设施。

论文与领域： 2023光学耐久性预印本；2024紧凑光子器件预印本；2026电控光子器件预印本；2021共同署名TMDC论文；2022独立团队可解释玻璃机器学习预印本。

资金与预算： Presidential补助；Horizon学费减免；UKRI标准；生活预算指南；2026/27住宿费用。

职业背景： PLG2025产业报告；英国2023半导体战略。