赵德刚研究员在自然环境下中国科学院半导体研究所只做国家有需要的研究温州职业技术学院教务科研网支持着科

赵德刚,中国科学院半导体研究所的研究员,他在实验室里几乎每天泡个不停,周围的人对他的行踪了如指掌。20多年来,他一直专注于半导体光电子材料与器件事业,这是信息时代的基石。在这个朝阳产业中,他并没有追求“高产”的新型材料,而是坚守传统材料——氮化镓,并钻研微小细节,克服种种困难。他带领团队研制出国内第一支氮化镓基紫外激光器、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,是我的夙愿。”赵德刚说。作为一名科研人员,国家需要什么样的研究方向,就是他要做什么样的研究。

半导体研究主要分为两大类:微电子和光电子。集成电路、晶体管属于微电子研究范畴,而光电子学则包括激光及其相关产品。在上世纪90年代末期,赵德刚发现我国对半导体器件需求巨大,但世界上生产该类器件的原材料还未成熟。这也是他选择氮化镓光电子材料与器件研究的原因。

氮化镓是一种继硅、砷化镓之后的第三代半导体,其特点是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领域具有巨大的应用潜力。目前基于氮化镓材料的大功率蓝发射二极管已经走进千家万户,对照明产业产生了深远影响。而日本学者赤崎勇、天野浩和中村修二因发明“高效蓝色发射二极管”获得2014年的诺贝尔物理学奖。

作为一种高端 光子electron设备中的重要组成部分,氮化镓激光器在激光显示、激波加工等领域有着广泛应用。但由于缺乏匹配衬底的问题,使得国际各地学者长时间困扰着如何生长出高质量的氮化镓外延材料。赵德刚所面临的是一个艰难但又充满挑战性的领域。

通过深入分析缓冲层原理以及结合材料物理学、电磁学及结构性质分析,最终找到了影响电子迁移率散射机制,并掌握减少散射中心数量方法。这项工作被认为是在国际范围内MOCVD外延技术方面取得了突破性的结果,为后续工作打下坚实基础。

除了解决现有的问题之外,赵德剛还不断探索新的科学问题,比如碳杂质在p型掺杂中的作用。他发现碳杂质不仅能够破坏p型掺杂,还能在欧姆接触中提高电流输入输出效率。此刻,他正致力于系统地了解碳杂质对各种物料的情形,从而推动全新的理论模型建立起来。他的一生都是从当前课题寻找下一个课题,不依赖于热点或文献报告,这让他形成了一套独特且有效的心智模式,以及对于解决问题无比兴趣与决心。

尽管他经历过许多挑战,但最终成功解决了许多前人无法解开的问题,如V型坑对量子阱效果影响的问题,这一结论后来甚至被诺贝尔奖得主中村修二引用到他们自己的工作中。在他的看来,最关键的是实践:“没有深厚的理底,看问题很难透彻。”

通过不断地沉浸式学习理论知识,同时将这些知识应用到实践当中,以此来提升自己的科学素养,使自己成为更好的一名科研人员。他鼓励年轻人不要盲目追随国际先进水平,要立足国家需要,用实际行动回报社会。“发展半导体必须有一批踏踏实在地作出的 研究人员沉下去。”

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