美国加州理工学院本科、硕士、博士留学指南

加州理工学院
加州理工学院（California Institute of Technology，简称Caltech），成立于1891年，坐落于美国加利福尼亚州洛杉矶市的帕萨迪纳市郊。作为一所享誉世界的私立研究型大学，Caltech是全球理工科领域最顶尖的科学研究和教育机构之一，同时也是全球大学校长论坛的成员。尽管Caltech的学生总数仅约2000人，教授约300名，研究学者超过600名，但其校友、教职工和研究人员中却有70多人共获得75次诺贝尔奖，这使得Caltech成为世界上诺贝尔奖获奖者密度最高的高等学府之一(美国加州理工学院本科、硕士、博士留学指南)。

课程设置
加州工学院比较著名的课程有：航空学、应用数学、应用力学、应用物理、天文学、生物学、化学工程、化学、土木工程、计算机和网络系统、计算机科学、电子工程、工程科学、环境工程科学、环境质量控测、地质学、行星科学、人文学科、材料科学、数学、机械工程物理学、社会科学等。

专业设置：
航空学、天体物理学、天文学、材料科学、周围工程学、机械工程学、化学工程学、土木工程学、计算与神经系统学、计算机科学、电机工程学、地震学、地震工程学、生物学、分子生物学、神经科学、地质学、行星科学、化学、物理学、数学、应用物理学、控制与动态系统、管理学、经济学、社会学、人文与社会科学、人类学、历史、语言与文学、地球物理等数十种。

招生层次：本科/硕士/博士

本科申请条件
1.学历要求：申请者需具备正规三年制高中毕业学历或国内承认的正规四年制本科大学在读学生资格。
•  标化考试成绩（可选）
•自2025年秋季申请起，Caltech实行标化考试成绩可选政策，即申请者可以选择是否提交SAT、ACT等标准化考试成绩。但需要注意的是，虽然标化成绩不再是硬性要求，但高分成绩仍能在申请中起到积极作用。
•若提交SAT成绩，建议分数在1300-1550分或以上；若提交ACT成绩，则建议分数在29-33分或以上。
•  GPA要求：申请者的GPA（绩点平均分）至少需达到3.5以上，且大多数被录取的学生GPA在3.5以上，属于班级排名的前5%或10%。
•  语言要求：国际学生必须提交英语语言考试成绩，如托福（TOEFL）或雅思（IELTS）。托福成绩至少需达到100分，而雅思成绩则需达到7.0分以上。虽然Caltech未明确表明低分要求，但据招生办透露，被录取的国际学生托福成绩多在110分以上。

•  其他申请材料
•学校报告
•导师推荐信
•高中成绩单（需由高中直接发送，涵盖9-11年级或同等的国际课程）
•2封教师推荐信（一封来自数学或科学老师，一封来自人文或社会科学教师）
•12年级年中报告（包含成绩的年中报告）
•如有研究论文，则需提交额外的推荐信

研究生申请条件
1.学历要求：申请者需具备四年制正规大学本科毕业并获得学士学位。
•  学术成绩：GPA无最低要求，但大多数成功申请者的GPA在3.5以上，且班级排名在前5%或10%以上。
•  推荐信：需要提交来自教授或其他专业人士的推荐信，推荐信应能证明申请者在学术能力、研究潜力和适应研究生学习的能力方面的优秀表现。
•  研究经历：Caltech非常重视申请者的研究经历，本科阶段积极参与研究项目、发表论文或参与科研实习等经历都会对申请产生积极影响。
•  GRE考试：一般情况下，申请者需要参加并提交GRE（研究生入学考试）的成绩，GRE成绩在申请时会被考虑在内。但请注意，不同专业对GRE的要求可能有所不同。
•  语言要求：对于非英语母语的申请者，需提供托福或雅思考试成绩作为语言能力的证明。虽然无明确最低要求，但一般建议托福不低于90分，雅思不低于7.0分。
•  其他要求：部分专业可能还需要GRE Subject成绩或其他专业特定的考试成绩。所有非英语母语国际学生入学时需参加一个入学英语考试，学校将根据该考试成绩决定学生是否需要修读ESL课程。

项目/导师介绍
Fong Research Group 是一支位于加州理工学院化学与化学工程系的研究团队，预计将于2025年6月正式成立。本研究小组致力于将模拟和理论相结合，深入探究可持续电化学系统的奥秘。我们的目标是解答与电解质溶液及电化学界面中的传输和热力学相关的基础科学问题，以期推动能源存储技术（如电池和超级电容器）以及水处理技术（包括海水淡化、废水处理和离子选择性分离）的进步。研究工作主要依托于分子动力学模拟和统计力学方法，同时整合了连续介质力学、量子化学和机器学习等多种技术手段。

申请人要求
申请者在开始研究生学习之前需完成学士学位或同等学历。GRE成绩不是必须的。来自非英语母语国家的申请者需提供英语水平考试证明。在美国学习满两年或以上，或从以英语为主要教学语言的院校获得学位的学生可免于此项要求。

提交材料
申请时需提交以下材料：
所有就读过的学院或大学的成绩单，特别是化学、生物化学和相关学科；
三封推荐信；
一份简历；
个人目的陈述。
所有研究生申请均通过加州理工学院研究生办公室处理。我们强烈建议申请者通过在线方式提交申请，但亦可通过研究生办公室提交纸质申请。

申请TIPS-研究计划
撰写一份研究计划时，需要涵盖研究的背景、目标、方法、预期成果、时间安排等

研究题目
基于分子动力学模拟的电化学界面传输和热力学研究

研究背景
随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，开发高效、可持续的能源存储和转换技术变得尤为重要。电化学系统，如电池和超级电容器，以及水处理技术，是实现这一目标的关键。本研究计划旨在通过分子动力学模拟和统计力学工具，深入理解电解质溶液和电化学界面中的传输和热力学过程，为设计和优化新型电化学材料和工艺提供理论基础。

研究目标
利用分子动力学模拟研究电解质溶液中的离子传输机制。
探索电化学界面上的电荷转移和质量传递过程。
揭示水处理技术中的关键热力学和动力学因素。
基于模拟结果，提出改进储能设备性能和水处理效率的策略。

研究方法
分子动力学模拟：使用先进的模拟软件，模拟电解质溶液中的离子行为和电化学界面的动态过程。
统计力学分析：应用统计力学理论，分析模拟数据，提取传输系数和热力学参数。
机器学习：开发机器学习模型，预测材料性能和优化电化学系统设计。
实验验证：与实验团队合作，对模拟结果进行实验验证和材料表征。

预期成果
发表至少两篇高质量的学术论文，报道模拟和分析结果。
提出至少一种新型电化学材料或工艺的设计方案。
在国际会议上展示研究成果，促进学术交流和合作。

时间安排
第一阶段：文献回顾，确定研究范围和方法。
第二阶段：建立分子动力学模拟模型，进行初步模拟。进行统计力学分析，提取关键参数。
第三阶段：开发机器学习模型，优化材料设计。
第四阶段：与实验团队合作，进行实验验证，撰写论文。

严谨的学风优势
加州理工学院学校的建筑风格相对比较沉闷，但为了培养学生在科学领域严肃和实事求是的精神，这样的风格更加有助于学生在科学研究事业上的发展。加州理工学院自建校以来，逐渐形成的良好校风和特色文化是其成为世界一流大学的根本保证。

强大的办学实力优势
加州理工学院由董事会作为最高权力机构。教务长和副教务长直接领导校内进行教学和基础研究的6个学部和1个研究所，各学部设主任1名，研究所设所长1名。
学生事务办公室是校内最大的“机关”，负责本科生和研究生的招生、注册、经济资助、体育、职业辅导等事宜。学校还设有教授会，内分22个委员会。
机构部门非常完善，为学生提供更优质的服务和帮助。

雄厚的师资力量优势
著名物理学家爱因斯坦、费曼、霍金、波尔、密立根、盖尔曼以及著名的天文学家哈雷、遗传学的鼻祖摩尔根、火箭专家冯•卡门都曾执教于此。
除了众多的诺贝尔奖得主之外，毕业于加州理工学院的著名校友还有英特尔公司的创始人戈登•摩尔、登月宇航员哈里森•施密特、中国导弹专家钱学森等。

专业优势
学校设有生物学、化学及化学工程、工程与应用科学、地质学及行星学、人类学及社会科学、物理数学和天文学等六大学系。加州理工最著名的学科首推是物理，其次是工程、化学、生物、天文学和地质学，经济与政治学也是加州理工的强项。
此外，加州理工学院还有布斯计算中心、HALE天文台、地震实验室、太阳系观测站、射电天文台、喷气推进实验室、环境质量实验室、夏威夷亚毫米观测站、斯坦福线性加速器中心等设施先进的科研机构，专业性极强。
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