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浏览次数:154 时间:2020-01-04

张韵 第二批国家“青年千人计划”专家。现任职于中国科学院半导体所半导体照明研发中心。主要研究方向是氮化镓族半导体器件核心制造工艺及器件物理。

本文来源:中国科学报

当很多同龄人还在职场“爬格子”时,张韵已入选了第二批“青年千人计划”。1982年出生的他成为该批入选者中年龄的倒数第三名。

虽说年纪轻,张韵却有着一份漂亮的“成绩单”。在美国佐治亚理工学院攻读博士期间,他作为项目组的核心成员,深入研究了氮化镓器件几乎所有的应用领域,包括发光器件、光探测器件及高功率电子器件;他参与了多项DARPA项目,开发的器件性能都达到了世界领先水平,让“青年千人计划”选拔的评委眼前一亮。

张韵坦言,年轻是自己大的劣势,也是大的优势。他认为,青年科研人员的冲劲非常足,但一定要脚踏实地,步伐不宜过急,同时希望科研界给予他们更多的包容与支持。

科研需要“温故而知新”

金融危机过后,美国的就业市场惨淡。然而,张韵很幸运。2个月内,他陆续拿到三四个offer,其中既有业内知名的半导体公司,也有大学的博士后职位。

与多数“青年千人计划”入选者不同,张韵毕业后没有留在大学,而是选择了工业界。对于这个决定,曾经在工业界工作多年的导师并不意外,而让他略感意外的是,张韵没有选择自己熟悉的氮化镓领域,而是绕了一个“小弯”,进入美国大的砷化镓外延晶片生产商高平半导体公司。“同为化合物半导体的砷化镓和氮化镓,在材料、器件及应用上都是一脉相承。但砷化镓的研究要比氮化镓成熟得多,并且在光电子、射频及光伏领域早已实现了产业化。”

“让我感受特别深的是,很多科研人员非常看重新材料的探索,反而对前辈们留下的成熟工艺经验轻视了。”张韵说。

这份感触源自于他对NpN型氮化镓异质结晶体管的性能改进。长期以来,氮化镓晶体管存在开启偏置电压和拐点电压过高的问题,严重限制器件的高频性能。对此的一般解释是p型氮化镓材料电阻过大。事实上,在砷化镓晶体管的研究历史中,同样的问题早已发生过,而问题的症结并不在材料电阻,而在于接触电极和蚀刻工艺的优化。团队朝主要矛盾一努力,问题很快便解决了。

张韵悟出一个道理——做科研,需要站在巨人的肩膀上,如果你不去站,必然要走弯路。实际上,从上世纪70年代开始,砷化镓科研领域已有很多经典论文、书籍,“可惜摆在那儿,愿意认真看的人越来越少”。而对于科研中的“追新”现象,张韵表示非常理解,“因为只有新东西才能产生好的paper”。但是,他更喜欢“温故而知新”的感觉。

大学应该包容课题风险

科研中缺少“温故而知新”的观念,更深层次的原因是什么?张韵认为是当前的科研评价机制下产生的唯论文论。

在这一点上,张韵认为国外大学有我们值得学习的地方。他曾经求学的美国佐治亚理工学院,工程学科实力强劲,排全美第四名,却对博士生毕业没有硬性的论文要求,甚至其“宽容”程度远超过了国内高校的理解范围。

张韵回忆,在一名女博士生的毕业答辩上,演示用氮化物做的太阳能电池,但是光照与不照的电池电流—电压曲线一样,也即意味着太阳能电池与光照无关,实验失败无疑。“如果在国内高校,肯定不能毕业。”

谁想这名女博士生后竟然毕业了。学术委员会对她进行了众多质疑后,女博士生回到讲台,作了20多分钟的失败分析,学术委员会终签字同意。后来,这名女博士生受聘于一所高校任教。

“在大学里,做课题有一定风险,但同时美国的大学又包容这种风险,即便后没做出来,学生也可以毕业,也能被人认可。”张韵说。

他同时指出,给有特殊情况的学生一个机会,体现出的是对毕业生考核的毫不偷懒和认真负责。学术委员会必须详细听报告、作分析、提问题,其耗费的时间、精力比顺利答辩者多好几倍。

张韵表示,这个例子不仅有教育思路的启示,还给人以科研管理上的启发——不能给研究生、青年科研人员太大压力,探索性的工作同时应该也是训练的过程。

“做事要专,但眼界要宽”

为了让“青年千人”安心科研,中组部给予了他们很多“特殊待遇”。然而,让张韵更感动的是中组部领导的一句话:“‘青年千人’不要太着急,10年后再看你们的成绩。”

来到中科院半导体所,张韵结合所长的氮化镓知识,从事半导体照明LED研究。他给自己的定位,不单单是一名科学家,还是一名工程师、创业者,将从事的科研成果推向产业化才是他的终目标。

张韵表示,国内LED产业非常火暴,然而一般LED的定位是取代传统灯泡,至今还没有多少人能跳出这个框框。“没有超前想一步,相当于自降身价,把科学家变为灯泡制造商。而要实现这个突破,做的事要专,但眼界一定要宽。”

目前从事氮化镓器件研究的公司和科研单位普遍是做光的只做光,做电的只做电,做通讯的只做通讯。张韵正在着手将光、电和射频集成到一个氮化镓芯片上,实现高度集成化的高端智能照明器件。这一个灵感,正是源自他在高平公司从事的智能手机芯片开发。

喜欢南怀瑾,热爱文史哲的张韵,闲时会到生活中找灵感。“我希望从中发现与科研有关的创意,这样才能更深入地理解市场对科研的需求。”张韵笑笑说。

在他看来,市场的切入点不是天天坐在办公室、奋斗在实验室里就能知道的。“我正在影响身边的科研‘宅人’,让他们通过调研、展会多出去看看。”

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