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桂林电子科技大学张法碧教授:锲而不舍,求实创新

导读

从乡村里走出来的农村娃,到成为大学里的教授;从初对科研的懵懂无知,到坚定信念扎根于微电子领域,在科学探索的道路上,张法碧始终坚持初心,保持着对科研的严谨、认真、刻苦的心态,正在致力于和团队一起,聚焦新型微纳光电原型器件关键问题,探索提高器件性能的方法。

科学研究是探索未知,科研人员既要有严肃、严密和严格的学风,又要有敢想、敢干和敢闯的精神,二者不可缺一。在桂林电子科技大学张法碧教授近二十年的科研人生中,始终坚持初心,保持着对科研的严谨、认真、刻苦的心态,扎根于微电子领域,聚焦新型微纳光电原型器件关键问题,探索提高器件性能的方法。
 

少年发奋、习勤忘劳
张法碧出生在农村家庭,小时候属于能吃饱但是不能穿暖,那时的想法很单纯:跳出这个范围圈。从初中开始,他意识到学习的重要性,挑灯夜读、刻苦学习,最终考取了哈尔滨工业大学,开始了“逆袭”之路。本科的课程结束后他又继续直读硕士,并在此时萌发了读书育人的想法,后来成功实现了梦想:在桂林电子科技大学做一名教师。

为了在科研领域贡献自己的一份力量,张法碧在潜心教书十余年后,深切地感觉到我国微电子基础的薄弱与国家对微电子相关技术的急迫需求,在国家的支持和学校的良好政策下,成功申请到了公派留学的机会,前往日本读博取经,主修专业是电子电气,系统学习了半导体薄膜的制备等技术。吃水不忘挖井人,成功获取博士学位后,张法碧回国发展,并在桂林电子科技大学继续任教。

当询问到多年的经历,张法碧感触颇深:“要积极向上,努力去争取更好的机会”。在未来,张法碧仍会保持严谨、认真、刻苦的心态,为微电子行业发展尽微薄之力。
 

潜心科研、落地生根

2020年,张法碧结束了远赴海外的科研之旅,回到祖国继续在桂林电子科技大学任教,并全力开展科研工作。作为主要参与人组建“微电子器件与集成技术团队”,发展自身在等离子体表面激元、宽禁带半导体材料外延生长、高迁移率器件设计与微纳器件加工等方面的多年经验和技术优势,聚焦新型微纳光电原型器件关键问题,采用新材料,新方法探索提高器件性能的方法。

目前团队研究成员有正高级职称同志3名,副高2人,中级职称3人。近五年团队发表研究论文近百篇,获得发明授权近二十项,获得国家级项目十余项。团队建设有“超净工艺平台”和“集成电路测试平台”。
 

开拓创新、硕果累累

在科研领域,张法碧及其团队从事超宽禁带半导体能带工程相关研究,研究的具体材料是氧化镓相关薄膜。氧化镓(β-Ga2O3)作为继GaN和SiC之后的下一代超宽禁带半导体材料,其禁带宽度约为4.8 eV,理论击穿场强为8 MV/cm。与GaN和SiC相比,β-Ga2O3导通电阻更低、功耗更小、更耐高温,因此Ga2O3是一种非常有前途的材料。在国际上,特别是在日本和美国,对这种材料及其潜在应用的兴趣在过去三年中增长非常快,氧化镓材料也受到国家一级的方案资助,应用前景广阔。

虽然氧化镓材料具有更广阔的应用前景,但是仍有很多难点需要解决,主要集中在以下几个方面:

1)如何制备出更大尺寸的晶体生长?从而降低制作成本?

2)Ga2O3的热导率比较低,如何有效解决使用过程中的散热问题?

3)氧化镓配套的AlGaO和InGaO的研究进展比较缓慢,这在很大程度上制约着氧化镓的发展。

针对第三个问题,张法碧团队不惧困难,潜心研究,并取得多项喜人成果:

1) 研究了InGaO薄膜的能带工程。其禁带宽度可以从氧化铟的3.6 eV调节到氧化镓的5.1eV。

2)研究了AlGaO薄膜的能带工程。其禁带宽度可以从氧化镓的5.1 eV调节到氧化铝的7.2 eV。

3)制备了InGaO薄膜实现了波长可以调节的紫外探测器。

4) 实现了可发光的InGaO薄膜。

虽然张法碧在其研究领域收获了喜人的研究成果,但他也多次表示,科研的道路上是艰辛的。在科研中遇到最大的问题,其实是来源于设备缺乏。目前大多数科研工作者使用的设备大多是进口设备,造价昂贵、求购困难;国产的一些设备仍然有质量困扰,维修和售后的时间甚至在一定程度上影响项目的进程。因此,一款高性价比的设备已然成为关键诉求之一,获得自己理想的设备是众多科研者非常希望的事情。张法碧表示“就最近几年来看,我们国家的国产科研设备得到了大力的促进,水平在急速上升。特别是卓立汉光这样的光电测试设备国产优良率非常高,还能根据用户实际情况进行定制,非常方便,对于科研工作者来说是福音。”相信,在国家的大力支持下,国产科研设备会大水平上升,满足广大科研工作者的科研需求。
 

展望未来、再次起航

现在,张法碧每天都很忙碌,科研团队正在积极扩建,当前他的工作重点仍然聚焦在新型微纳光电原型器件关键问题,采用新材料,新方法探索提高器件性能的方法,为微电子领域的发展,聊尽绵薄之力。

在此,也送上张法碧对大家的祝福:“祝大家工作中能时刻有火花、年年有基金”。
 

人物简介

张法碧,男,本科和硕士毕业于哈尔滨工业大学,博士毕业于日本佐贺大学。“广西E层次人才”,"广西创新人才培养示范",广西高校引进海外高层次人才“百人计划”,“广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划”人选,“日本文部科学省奖学金”获得者,现任桂林电子科技大学教授。研究领域:微电子与固体电子学。研究方向:紫外探测材料器件、宽禁带半导体材料与器件、二维材料与器件、透明氧化物薄膜与器件、功率器件。主持国家自然科学基金地区项目一项,参与两项;主持广西中青年基础能力提升项目一项;主持广西重点实验室主任基金项目三项;参与广西自然科学基金两项。

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