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刘渊:85后的“半导体”世界
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和很多入职湖南大学的85后年轻人一样,刘渊是一名青年教师。他也是2018、2019年入选科瑞唯安高被引学者、2018年《福布斯》中国评选出的“30位30岁以下精英”之一,《麻省理工评论》中国评选出的“35岁科技创新35人”之一。他想要做出理想的半导体器件,让挑战摩尔定律迎来曙光。
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但是制作这个“垂直薄膜器件”的难处,在于对材料的无损制备和转移。每一个器件要经过多次光刻、刻蚀、蒸镀、磁控溅射等工艺,然后一遍遍的检查采集的参数,一步错了,需要再重头来过。
刘渊在博士期间研发的垂直柔性薄膜晶体管。
“宝剑锋从磨砺出”,数不清的失败之后,刘渊最终成功在塑料基底上构建了高度柔性的垂直薄膜晶体管。其中垂直电流的大小不受水平应力的影响,成为一种新型柔性电子器件的构建方法。接着,他又进一步成功制造出沟道长度小于100 纳米、速度达到0.4兆赫兹的垂直有机晶体管,克服了传统有机晶体管中低驱动电流、稳定性差的问题。而他这份沉下心来做学术和持之以恒的精神,也成为他解锁学术前沿的“金钥匙”,打开了高性能半导体器件的大门。
疫情期间,实验不能停
2017年,在湖南大学北美招聘会上,刘渊深受触动,他选择回国,成为一名湖大“青椒”。从青年学者到青年教师,他最常待的地方依旧是实验室,就连疫情期间也不例外。
刘渊在湖南大学物电学院的搭建超净实验室。
今年年初,刘渊正带领研究生在做两个课题,疫情阻止了学生返校的步伐,实验有可能就此中断。“停课不能停研,这两个课题正在收尾阶段,实验不能停。”刘渊自己来到了空荡荡的实验室中,捡起了学生未做完的实验开始了项目的最后攻关。
从阴霾的冬天到温暖的春天,两个多月,他每天从早到晚地坚守在物电院的大楼中做实验、分析数据、撰写文章。每天晚上准时关灯锁门的物电院门卫黄师傅,经常看到他钻进实验室和办公室,快熄灯了也不见他出来,于是贴心的黄师傅经常为他留下走廊上的最后一排路灯。
这段时间里,刘渊通过微信电话和学生们沟通,再继续去做实验和文章修改,似乎又回到他博士期间的科研日常。因为他的坚守,两个课题并没有受到疫情的影响,两项成果分别于今年三月、四月在知名期刊上发表。一个课题实现了接近100%的二维半导体应力传递效率,对未来柔性电子器件的研发具有指导意义。另一个课题,实现了一种无掺杂的二维CMOS集成工艺,并获得了超过300的反相器电压增益。
期待学生接力“星星之火”
在湖南大学,学校和学院都非常注重原创性的基础研究,这让刘渊有机会将科研方向聚焦在他一直想开拓的领域——“新型晶体管的异质集成与器件构建”。自入职以后,他已经发表包括第一/通讯作者的文章10余篇,主持多项国家和省部级科研项目。
两年的时间,刘渊的科研团队也初具规模,4名博士,6名硕士,他带领他们搭建超净实验、做实验、改论文。他还负责和参与3门课程的授课,他希望从本科生开始培养,先让他们对电子器件感兴趣,他的课没有照本宣科,经常是科普现象背后的小知识:“能激发学生的兴趣,对于老师来说是非常有成就感的。”
刘渊希望,学生能掌握半导体器件的输运机理和制造工艺,在半导体领域发光发热,接续着他的教学科研“星星之火”。
刘渊老师(左排第五)和学生。
END
来源 | 宣传部
记者 | 余楚倩
原标题:《刘渊:85后的“半导体”世界》
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