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牢記囑托建新功丨掌握核心技術(shù),這條道路必須走

2022-08-15 22:02:54   來源:新華網(wǎng)   
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2016年2月3日,習(xí)近平書記來到江西的南昌大學(xué),考察了國家硅基LED工程技術(shù)研究中心實(shí)驗室。這個實(shí)驗室由江風(fēng)益教授牽頭研究的“硅襯底藍(lán)色發(fā)光二極管”項目,獲得2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

習(xí)近平書記聽取實(shí)驗室研究成果介紹,察看芯片制作流程,了解實(shí)驗室科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等情況,并參觀了南昌光谷展廳,肯定他們攻科研難題和抓成果轉(zhuǎn)化決心大、目標(biāo)高、工作實(shí)、成效好。習(xí)近平書記指出,掌握核心技術(shù)的過程很艱難,但這條道路必須走。

早上8點(diǎn),到國家硅基LED工程技術(shù)研究中心的辦公室采訪江風(fēng)益,我們撲了個空。他的學(xué)生告訴我們:“你們找錯地方了,江老師很少待在辦公室。”

這個研究中心位于南昌高新區(qū),3層樓里有裝備制造、材料生長、芯片制備等6個實(shí)驗室。“哪里有解決不了的問題,老師就會出現(xiàn)在哪。你們只能打他手機(jī)了。”

手機(jī)接通,那一頭傳來帶著江西口音的普通話:“我在一樓的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)設(shè)備間這兒,今天忙得緊!”

江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實(shí)驗室內(nèi)工作(2022年8月5日攝)。新華社記者 周密 攝

走進(jìn)實(shí)驗室,7臺MOCVD設(shè)備整齊排列。它們是半導(dǎo)體照明芯片的關(guān)鍵材料制造設(shè)備。最大的設(shè)備前面,一個穿著白色防塵服、中等個頭的人,正在給大家做指導(dǎo)。

設(shè)備指示燈一閃一閃,操作臺屏幕上的數(shù)據(jù)不斷變化。“做實(shí)驗就得不斷去試錯。”做講解的人提高了聲音。他就是江風(fēng)益。

59歲的江風(fēng)益是中科院院士、南昌大學(xué)副校長,可他更愿意別人叫他“江老師”——他喜歡這個稱呼。

我們叫了一聲“江老師”。他招手示意我們在旁邊坐下:“你們等等。這會兒我們黃光LED的實(shí)驗正遇到一個難題呢。”

發(fā)光二極管,英文簡稱LED,是一種常用的發(fā)光器件。黃光LED,是江風(fēng)益這幾年主攻的關(guān)鍵核心技術(shù)。它無需稀土熒光粉、無藍(lán)光危害,被視為可能取代當(dāng)前“藍(lán)光LED+稀土熒光粉”的人造照明光源。

沒想到,這一等,就是好幾個小時。轉(zhuǎn)遍實(shí)驗室,我們又跟著江老師走進(jìn)三樓辦公室。

脫下防塵服的江老師,白襯衫被汗?jié)裢噶恕?ldquo;現(xiàn)在科研條件多好??!”他指指窗外,“我們從南昌大學(xué)校園里搬到高新區(qū),這個實(shí)驗樓有近9000平方米。剛起步時,實(shí)驗室只有60平方米,借了60萬元買設(shè)備,就開始研究藍(lán)光LED。”

江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實(shí)驗室內(nèi)工作(2022年8月5日攝)。新華社記者 周密 攝

拉上窗簾,打開屋里的燈,話匣子就從這滿屋的“光”開啟。

“這個天花板吊燈就是我這里研制的,以人眼比較舒適的紅、黃光為主。”江老師“開課”了:從煤油燈、白熾燈、熒光燈到藍(lán)光LED,以前一次次照明技術(shù)都是由國外定義。

“比如,煤油燈叫洋油燈,就是因為當(dāng)時燈油是進(jìn)口的。LED照明技術(shù)也是在國外獲得突破,但我們不能一直點(diǎn)洋LED燈!”

今天廣泛應(yīng)用的藍(lán)光LED,在本世紀(jì)初核心專利還被國外壟斷。這深深刺痛了江風(fēng)益。

他決心另辟蹊徑,選擇在硅襯底上長材料做芯片。這一過程工序繁多,僅材料結(jié)構(gòu)就有70多層、生長程序有100多步,涉及2000多個參數(shù)。

“每個參數(shù)都是一個變量,每次調(diào)整都是一次試錯,找到最優(yōu)方案,要經(jīng)過成千上萬次試錯。”他說。

這條“追光”之路,江風(fēng)益走了19年。他成功研制出硅襯底藍(lán)光LED材料與芯片技術(shù),讓我國成為世界第三個擁有藍(lán)光LED技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。

打開桌上一盞柱形的臺燈,柔和的黃光鋪灑在桌面上。江老師高興地拍拍它:“這是金黃光LED,更好也更難的LED照明技術(shù)!”

2011年,江風(fēng)益在主攻藍(lán)光LED的同時,已把目光投向了黃光LED。但在國內(nèi)外科研人員面前,有一個“黃光鴻溝”——黃光光效大幅低于藍(lán)光,光效難以突破10%。

拉開抽屜,江風(fēng)益拿出厚厚一摞日記本,里面記的是每一天的科研進(jìn)展。這個習(xí)慣,他保持了近30年。

20世紀(jì)90年代,由南昌大學(xué)潘傳康(中)、江風(fēng)益(右)及鄭戴仇三位教授合作完成的應(yīng)變超晶格結(jié)構(gòu)研究取得重大成果。他們首創(chuàng)的離子束溝道分層掃描技術(shù)將測量精度提高了一個數(shù)量級,屬當(dāng)時國際領(lǐng)先水平(資料照片)。新華社記者 宋振平 攝

翻開最上面的日記本,在一頁“9.4%”的數(shù)字下面,江風(fēng)益重重畫了幾道線:“這是一道坎。”

當(dāng)時,實(shí)驗室有4臺MOCVD設(shè)備。江風(fēng)益拿出3臺做藍(lán)光,1臺做黃光。“投入很大、前途未知,我步子不敢邁得太快。”

但這臺機(jī)器上做出的黃光光效,就停在了9.4%。

“我當(dāng)時有過遲疑,心想這條路能走通嗎?”江風(fēng)益把日記本往后翻。

日記本里,多是一天一頁的科研數(shù)據(jù)。但2016年2月3日那一天,江風(fēng)益寫了密密麻麻5頁。他記下的是習(xí)近平書記考察時的情景與囑托。

“我們決定拿出3臺設(shè)備做黃光,干起來!”江風(fēng)益站起來,給我們翻柜子里的文件,“你們看,國家的支持多起來了,省里、市里的扶持政策也有了,趕上這樣的好時候,我們有什么借口不努力呢?”

江風(fēng)益和團(tuán)隊“釘”在了實(shí)驗室。餓了,在實(shí)驗室吃盒飯;累了,找地方打個盹。“曾經(jīng)最長有一星期沒出過大樓。”他指著屋里那張床說。

江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實(shí)驗室內(nèi)與團(tuán)隊成員一起工作(2022年8月5日攝)。新華社記者 周密 攝

40天后,光效就突破了“黃光鴻溝”,達(dá)到12.2%。但后來,這個數(shù)值又不動窩了。

“就知道,這個鴻溝沒那么好跨!”江老師說到這里頓了頓,“我經(jīng)過思考提出,改設(shè)備!拿進(jìn)口的MOCVD設(shè)備‘開刀’,大家聽說后都說我膽太大。”

一個多月里,他帶著兩名設(shè)備專家和一批工程師加班加點(diǎn),6次大改、10多次小改,硬是讓MOCVD的性能大幅提升。

2016年5月5日,接近百天的攻關(guān)后,江風(fēng)益一早來到實(shí)驗室。大家都盯著屏幕,新設(shè)備制造的芯片和器件測試結(jié)果出來了——17.2%!

有學(xué)生大喊起來。一向內(nèi)斂的江風(fēng)益也高興地鼓起掌。

“12%的時候我心里還沒底,到了17%,說明這條路可行。”

那天的日記是怎么寫的?

“2016-05-05,結(jié)果:光效達(dá)17%……如果進(jìn)一步優(yōu)化,就有希望達(dá)到25%以上……”

猜到我們在想什么,江老師說:“我覺得離總書記對我們的囑托還差得遠(yuǎn)呢,不能驕傲。”

2016年10月26日21.4%、2018年7月16日24.3%、2020年11月25日27.9%……黃光光效一次次突破,不斷刷新世界紀(jì)錄。

江風(fēng)益的“追光”之路還在延續(xù)。這兩年,他們不斷提升黃光光效,也加快了成果轉(zhuǎn)化。站起來向窗外看,老江指著不遠(yuǎn)處的艾溪湖公園金黃色景觀燈說:“那就是我們的金黃光LED,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。”

天黑了,我們起身告別。“今天不能留你們吃晚飯了。”江風(fēng)益歉意地跟我們握手,也透露了一個好消息,“我們在黃光上又有大突破,在特定工作點(diǎn)最高光效達(dá)50%以上!”

江風(fēng)益送我們下樓,只見研究中心大廳墻上寫著六個紅色大字:多發(fā)光,少發(fā)熱。

他特意停下了腳步說:“這句話有三重含義:一是在LED領(lǐng)域,要多發(fā)光就要少發(fā)熱;二是為人處世要潛心做事,少頭腦發(fā)熱;三是在科研中要耐得住寂寞,少湊熱鬧。”

揮手告別,江風(fēng)益轉(zhuǎn)身又走進(jìn)了實(shí)驗室。

文字記者:郭強(qiáng)、余賢紅

新媒體編輯:鄔金夫