教育科研网:半导体光电子材料与器件事业的守护者—赵德刚研究员
在中国科学院半导体研究所工作了二十多年的赵德刚,几乎每天都泡在实验室里。他的课题组成员们对他印象深刻,总是能准确地知道他在哪里——要么是在实验室,要么是在去实验室的路上。
赵德刚是一名研究员,他致力于氮化镓光电子材料与器件事业,这是一个信息时代的基石。在这个朝阳产业中,他没有追求“高产”的新型材料,而是选择坚守传统材料——氮化镓,并通过不断钻研微小细节来克服种种困难。他带领团队成功研制出国内第一支氮化镓基紫外激光器和大功率蓝光激光器。
“我是国家培养出来的‘土著科研人’,用实际行动回报祖国是我最深切的愿望。” 赵德刚说,“作为一名科研人员,国家需要我们做什么,我们就要将研究方向放在哪里。”
半导体研究可以分为两大类:微电子和光电子。集成电路、晶体管属于微电子领域,而激光及相关产品则属于光电子领域。在上世纪90年代末期,赵德刚发现中国对半导体器件需求巨大,但世界上生产该类器件所需原材料还未成熟。这也是他选择氮化镓光电子材料与器件研究的原因之一。
氮化镓是一种继硅、砷化镓之后第三代半导体,它具有良好的热稳定性、高抗击穿能力和耐腐蚀性能,在 光电子学和微electronics学领域有着巨大的应用潜力。基于氮化镓材料的大功率蓝发二极管已经走进千家万户,为照明行业带来了革命性的变化。日本学者赤崎勇、天野浩和中村修二因发明“高效蓝色发射二极管”获得了2014年诺贝尔物理学奖。
作为一种高端光電子设备中的另一项重要技术创新,是国际合成物半導體技術領域熱點與制高點。“要制作出藍色激射發生”,必须生長出質量極佳之碳磊晶結構。” 赵德剛介紹,由於缺乏匹配衬底,使得碳磊晶外延結構質量長期困擾著世界各國學者。
当时国际界诺贝尔奖获得者中村修二做出了在室温下900平方厘米/伏特·秒電子迁移率的碳磊晶结构,这远远超过了平均水平。“900这一数字在当时被认为是不可超越的。” 半導體所助理研究員梁鋒說當時課題組面臨最大問題就是碳磊晶能發現但無法激發,一向開朗樂觀之心也對此感到難以安心,即使飯都吃不下去。但經過廣泛閱讀後文献后,赵德刚发现没有绝招,只有找到影响電子迁移速率散射机制并掌握减少散射中心数量方法才能解决问题。此后,他深入探索缓冲层原理,同时结合灯材物理学、电磁学分析结构性质,将发现缺陷产生与湮灭过程提出独特MOCVD外延技术2004年,他们终于生长出了质量优秀而且能够达到1000平方厘米/伏特·秒以上速度,這也是國際上的MOCVD外延碳磊晶結構最好結果,也得到國內外廣泛認可:“這只是一個局部超越整體上我國與日本等技術先進國家還有差距。”
从事20余年的氨气单烯(GaN)薄膜技术发展始终紧跟其 heels 的 Zhao De-gang 研究员,在过去十几年里一直致力于提高GaN薄膜质量,以实现更强大的电流输送能力。他指出,无论何时何地,都应该保持开放的心态,不断学习新知识,不断更新自己的专业技能,因为只有这样才能更好地应对科技发展迅猛变化的情况,以及持续推动自己的事业前进。在他看来,每一个科学家都是站在前人的肩膀上,一步一步向着未知探索前行。而对于未来,他充满信心:“我相信我们的努力一定会得到回报,我希望我的工作能为人类社会带来更多便利。”
随着时间推移,Zhao De-gang 仍然如同一位老朋友一样,对待每一次挑战都持乐观态度。他说:“任何事情都不可能一下子就成功,你需要不断尝试,用实践证明你的想法是否正确。我相信,只要我们坚持不懈,就一定能够克服一切困难,最终取得胜利。”
Zhao De-gang 对待科学的问题方式非常独到,他总是在寻找新的方法解决问题,从不满足于现状。无论是在理论还是实践方面,他都保持着高度警觉,不断思考如何提高自己的工作效率,更有效地完成任务。他曾经提到过:“我不会把注意力集中在某个具体问题上,我会从整个系统或者全局角度考虑问题,然后再逐步缩小范围.”
这份严谨认真的态度,让他的团队成员们对他敬仰无比。而对于那些想要加入科学探索旅程的人来说,他给予了这样的忠告:“如果你想成为一名真正优秀的地球居民,那么你就必须学会接受挑战,不畏艰险。你应该像植物一样扎根于本土,但又像鸟儿一样翱翔于天空。不停歇地学习,不停歇地实践,那才是真正意义上的自我提升!”
最后,有关这些故事的一个共同点,就是他们都是关于赵德刚的一些片段——一个不断探索、不断创新的生命力的展现。这场冒险不是简单的一次旅行,而是一个涉猎广泛、跨越时间轴的情感旅程,每一步都伴随着无尽可能性的梦想,每个瞬间都承载着历史的大背景。此刻,看似平静的小院门背后的故事,却依旧充满了期待以及永恒的话题:未来究竟怎样?