在山东大学晶体材料全国重点实验室,一块块12英寸碳化硅单晶衬底正在“生长间”里稳定生长。这些晶体材料,能让新能源汽车充电时间压缩至原来的三分之一,它的“锻造者”就是山东大学晶体材料全国重点实验室主任、新一代半导体材料集成攻关大平台主任徐现刚教授。
“老百姓都知道钻石,它也是晶体一类。每一个晶体后面都有一个闪光的物理特性,有光的、有电的、有机械的、有热的。”徐现刚说,研究好这些晶体的特性,是他最初的一个动力。
然而,要做好晶体研究,困难重重。
徐现刚介绍,种晶体就跟“种庄稼”一样,用什么样的材料把它种进去以后,控制一定的条件,那么它就可以慢慢地从小到大。“我们这个晶体难在哪个地方?它温度到 2000 度以上,你没有可以观察的一个窗口,它里面闷进去就像一个黑匣子一样,我们闷上它一星期,拿出来以后,可能是个晶体,也可能就是个黑疙瘩。” 徐现刚说。
怎么突破困局?徐现刚创新提出“成核控制理论与能级调控结合”方案。
徐现刚带领团队一边从最底层理论破壁攻坚,一边自主研发晶体生长设备,既让晶体生长彻底告别“盲人摸象”,更将直接制约碳化硅应用的核心缺陷密度,从每平方厘米数百锐减至零,一举达到国际领先水平。
历时 20余年,徐现刚带领团队不仅成功攻克12英寸碳化硅晶体稳定制备核心难题,更主动扛起产业化布局的重任。近年来,他转让碳化硅专利近20项,牵头孵化碳化硅企业3家,近5年在山东省实现产值超58亿元,带动产值超千亿元。
20多年的科技报国实践,徐现刚的信念源头来自哪里?
在山东大学博士深造期间,徐现刚师从著名晶体材料学家蒋民华院士,一颗“科技报国”的种子在他的心里慢慢生根发芽。“蒋民华院士给我们树立了非常好的榜样,实实在在地做些事情,在应用上面能服务国家重大需求,做一个对国家有用的人。”徐现刚说。
为兑现承诺,海外深造期间听闻祖国召唤,徐现刚即刻响应,毅然舍弃高薪优渥工作,举家回国。“我的恩师蒋民华院士常说,‘科研要瞄准国家急需’,这句话也成了我一生的‘指南针’。当年他送我出去学习国际前沿,就是为了让我更好地回来。所以回国对我而言,是必然的选择,是回到真正需要我的地方。” 徐现刚说。
如今,徐现刚不仅推动我国碳化硅衬底产能跃居全球前列,还为碳化硅产业高质量发展培育了大批骨干人才。在徐现刚看来,科研的价值不仅在于前沿的突破,更在于为国家打下坚实的基础,为后来的年轻人开辟更远的道路,他也愿做一块助力年轻一代成长的“铺路石”。
(大众新闻记者 修从涛 实习生 贾天文)