牢記囑托建新功丨掌握核心技術(shù),這條道路必須走
2016年2月3日,,習(xí)近平總書記來(lái)到江西的南昌大學(xué),,考察了國(guó)家硅基LED工程技術(shù)研究中心實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目,,獲得2015年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),。
習(xí)近平總書記聽(tīng)取實(shí)驗(yàn)室研究成果介紹,察看芯片制作流程,,了解實(shí)驗(yàn)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)近平總書記指出,掌握核心技術(shù)的過(guò)程很艱難,,但這條道路必須走,。
早上8點(diǎn),到國(guó)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(gè)空,。他的學(xué)生告訴我們:“你們找錯(cuò)地方了,江老師很少待在辦公室,。”
這個(gè)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(zhǎng),、芯片制備等6個(gè)實(shí)驗(yàn)室,。“哪里有解決不了的問(wèn)題,老師就會(huì)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(lái)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(yàn)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(yàn)室,,7臺(tái)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(gè)穿著白色防塵服,、中等個(gè)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(tái)屏幕上的數(shù)據(jù)不斷變化。“做實(shí)驗(yàn)就得不斷去試錯(cuò),。”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(zhǎng),,可他更愿意別人叫他“江老師”——他喜歡這個(gè)稱呼。
我們叫了一聲“江老師”,。他招手示意我們?cè)谂赃呑拢?ldquo;你們等等,。這會(huì)兒我們黃光LED的實(shí)驗(yàn)正遇到一個(gè)難題呢。”
發(fā)光二極管,,英文簡(jiǎn)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(wú)需稀土熒光粉,、無(wú)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(méi)想到,,這一等,就是好幾個(gè)小時(shí),。轉(zhuǎn)遍實(shí)驗(yàn)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?。?rdquo;他指指窗外,,“我們從南昌大學(xué)校園里搬到高新區(qū),,這個(gè)實(shí)驗(yàn)樓有近9000平方米。剛起步時(shí),,實(shí)驗(yàn)室只有60平方米,,借了60萬(wàn)元買設(shè)備,就開(kāi)始研究藍(lán)光LED,。”
江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實(shí)驗(yàn)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(kāi)屋里的燈,,話匣子就從這滿屋的“光”開(kāi)啟。
“這個(gè)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(kāi)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(guó)外定義,。
“比如,,煤油燈叫洋油燈,就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)燈油是進(jìn)口的,。LED照明技術(shù)也是在國(guó)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(guó)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(zhǎng)材料做芯片,。這一過(guò)程工序繁多,,僅材料結(jié)構(gòu)就有70多層、生長(zhǎng)程序有100多步,,涉及2000多個(gè)參數(shù),。
“每個(gè)參數(shù)都是一個(gè)變量,每次調(diào)整都是一次試錯(cuò),,找到最優(yōu)方案,,要經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)次試錯(cuò)。”他說(shuō),。
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(guó)成為世界第三個(gè)擁有藍(lán)光LED技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家,。
打開(kāi)桌上一盞柱形的臺(tái)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(shí),,已把目光投向了黃光LED。但在國(guó)內(nèi)外科研人員面前,,有一個(gè)“黃光鴻溝”——黃光光效大幅低于藍(lán)光,,光效難以突破10%。
拉開(kāi)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(gè)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(cè)量精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí),屬當(dāng)時(shí)國(guó)際領(lǐng)先水平(資料照片),。新華社記者 宋振平 攝
翻開(kāi)最上面的日記本,,在一頁(yè)“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(shí),,實(shí)驗(yàn)室有4臺(tái)MOCVD設(shè)備,。江風(fēng)益拿出3臺(tái)做藍(lán)光,1臺(tái)做黃光,。“投入很大,、前途未知,我步子不敢邁得太快,。”
但這臺(tái)機(jī)器上做出的黃光光效,,就停在了9.4%。
“我當(dāng)時(shí)有過(guò)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(yè)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(yè),。他記下的是習(xí)近平總書記考察時(shí)的情景與囑托,。
“我們決定拿出3臺(tái)設(shè)備做黃光,干起來(lái),!”江風(fēng)益站起來(lái),,給我們翻柜子里的文件,“你們看,,國(guó)家的支持多起來(lái)了,,省里、市里的扶持政策也有了,,趕上這樣的好時(shí)候,,我們有什么借口不努力呢?”
江風(fēng)益和團(tuán)隊(duì)“釘”在了實(shí)驗(yàn)室,。餓了,,在實(shí)驗(yàn)室吃盒飯;累了,,找地方打個(gè)盹,。“曾經(jīng)最長(zhǎng)有一星期沒(méi)出過(guò)大樓,。”他指著屋里那張床說(shuō),。
江風(fēng)益在位于南昌高新區(qū)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)與團(tuán)隊(duì)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(lái),這個(gè)數(shù)值又不動(dòng)窩了,。
“就知道,,這個(gè)鴻溝沒(méi)那么好跨!”江老師說(shuō)到這里頓了頓,,“我經(jīng)過(guò)思考提出,,改設(shè)備!拿進(jìn)口的MOCVD設(shè)備‘開(kāi)刀’,,大家聽(tīng)說(shuō)后都說(shuō)我膽太大,。”
一個(gè)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(lái)到實(shí)驗(yàn)室,。大家都盯著屏幕,,新設(shè)備制造的芯片和器件測(cè)試結(jié)果出來(lái)了——17.2%!
有學(xué)生大喊起來(lái)。一向內(nèi)斂的江風(fēng)益也高興地鼓起掌,。
“12%的時(shí)候我心里還沒(méi)底,,到了17%,說(shuō)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?cè)谙胧裁?,江老師說(shuō):“我覺(jué)得離總書記對(duì)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(lái)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(shuō):“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(gè)好消息,,“我們?cè)邳S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(jiàn)研究中心大廳墻上寫著六個(gè)紅色大字:多發(fā)光,,少發(fā)熱。
他特意停下了腳步說(shuō):“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(yàn)室,。
文字記者:郭強(qiáng)、余賢紅
新媒體編輯:鄔金夫