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導讀
從鄉(xiāng)村里走出來的農村娃,到成為大學里的教授;從最初對科研的懵懂無知,到堅定信念扎根于微電子領域,在科學探索的道路上,張法碧始終堅持初心,保持著對科研的嚴謹、認真、刻苦的心態(tài),正在致力于和團隊一起,聚焦新型微納光電原型器件關鍵問題,探索提高器件性能的方法。
科學研究是探索未知,科研人員既要有嚴肅、嚴密和嚴格的學風,又要有敢想、敢干和敢闖的精神,二者不可缺一。在桂林電子科技大學張法碧教授近二十年的科研人生中,始終堅持初心,保持著對科研的嚴謹、認真、刻苦的心態(tài),扎根于微電子領域,聚焦新型微納光電原型器件關鍵問題,探索提高器件性能的方法。
為了在科研領域貢獻自己的一份力量,張法碧在潛心教書十余年后,深切地感覺到我國微電子基礎的薄弱與國家對微電子相關技術的急迫需求,在國家的支持和學校的良好政策下,成功申請到了公派留學的機會,前往日本讀博取經,主修專業(yè)是電子電氣,系統(tǒng)學習了半導體薄膜的制備等技術。吃水不忘挖井人,成功獲取博士學位后,張法碧回國發(fā)展,并在桂林電子科技大學繼續(xù)任教。
當詢問到多年的經歷,張法碧感觸頗深:“要積極向上,努力去爭取更好的機會”。在未來,張法碧仍會保持嚴謹、認真、刻苦的心態(tài),為微電子行業(yè)發(fā)展盡微薄之力。
潛心科研、落地生根
2020年,張法碧結束了遠赴海外的科研之旅,回到祖國繼續(xù)在桂林電子科技大學任教,并全力開展科研工作。作為主要參與人組建“微電子器件與集成技術團隊”,發(fā)展自身在等離子體表面激元、寬禁帶半導體材料外延生長、高遷移率器件設計與微納器件加工等方面的多年經驗和技術優(yōu)勢,聚焦新型微納光電原型器件關鍵問題,采用新材料,新方法探索提高器件性能的方法。
目前團隊研究成員有正高級職稱同志3名,副高2人,中級職稱3人。近五年團隊發(fā)表研究論文近百篇,獲得發(fā)明授權近二十項,獲得國家級項目十余項。團隊建設有“超凈工藝平臺”和“集成電路測試平臺”。
開拓創(chuàng)新、碩果累累
在科研領域,張法碧及其團隊從事超寬禁帶半導體能帶工程相關研究,研究的具體材料是氧化鎵相關薄膜。氧化鎵(β-Ga2O3)作為繼GaN和SiC之后的下一代超寬禁帶半導體材料,其禁帶寬度約為4.8 eV,理論擊穿場強為8 MV/cm。與GaN和SiC相比,β-Ga2O3導通電阻更低、功耗更小、更耐高溫,因此Ga2O3是一種非常有前途的材料。在國際上,特別是在日本和美國,對這種材料及其潛在應用的興趣在過去三年中增長非??欤趸壊牧弦彩艿絿乙患壍姆桨纲Y助,應用前景廣闊。
雖然氧化鎵材料具有更廣闊的應用前景,但是仍有很多難點需要解決,主要集中在以下幾個方面:
1)如何制備出更大尺寸的晶體生長?從而降低制作成本?
2)Ga2O3的熱導率比較低,如何有效解決使用過程中的散熱問題?
3)氧化鎵配套的AlGaO和InGaO的研究進展比較緩慢,這在很大程度上制約著氧化鎵的發(fā)展。
針對第三個問題,張法碧團隊不懼困難,潛心研究,并取得多項喜人成果:
1) 研究了InGaO薄膜的能帶工程。其禁帶寬度可以從氧化銦的3.6 eV調節(jié)到氧化鎵的5.1eV。
2)研究了AlGaO薄膜的能帶工程。其禁帶寬度可以從氧化鎵的5.1 eV調節(jié)到氧化鋁的7.2 eV。
3)制備了InGaO薄膜實現了波長可以調節(jié)的紫外探測器。
4) 實現了可發(fā)光的InGaO薄膜。
雖然張法碧在其研究領域收獲了喜人的研究成果,但他也多次表示,科研的道路上是艱辛的。在科研中遇到最大的問題,其實是來源于設備缺乏。目前大多數科研工作者使用的設備大多是進口設備,造價昂貴、求購困難;國產的一些設備仍然有質量困擾,維修和售后的時間甚至在一定程度上影響項目的進程。因此,一款高性價比的設備已然成為關鍵訴求之一,獲得自己理想的設備是眾多科研者非常希望的事情。張法碧表示“就最近幾年來看,我們國家的國產科研設備得到了大力的促進,水平在急速上升。特別是卓立漢光這樣的光電測試設備國產優(yōu)良率非常高,還能根據用戶實際情況進行定制,非常方便,對于科研工作者來說是福音。”相信,在國家的大力支持下,國產科研設備會大水平上升,滿足廣大科研工作者的科研需求。
展望未來、再次起航
現在,張法碧每天都很忙碌,科研團隊正在積極擴建,當前他的工作重點仍然聚焦在新型微納光電原型器件關鍵問題,采用新材料,新方法探索提高器件性能的方法,為微電子領域的發(fā)展,聊盡綿薄之力。
在此,也送上張法碧對大家的祝福:“祝大家工作中能時刻有火花、年年有基金”。
人物簡介
張法碧,男,本科和碩士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學,博士畢業(yè)于日本佐賀大學。“廣西E層次人才”,"廣西創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范",廣西高校引進海外高層次人才“百人計劃”,“廣西高等學校千名中青年骨干教師培育計劃”人選,“日本文部科學省獎學金”獲得者,現任桂林電子科技大學教授。研究領域:微電子與固體電子學。研究方向:紫外探測材料器件、寬禁帶半導體材料與器件、二維材料與器件、透明氧化物薄膜與器件、功率器件。主持國家自然科學基金地區(qū)項目一項,參與兩項;主持廣西中青年基礎能力提升項目一項;主持廣西重點實驗室主任基金項目三項;參與廣西自然科學基金兩項。
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