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求是园中勤求索,他为光电产业开启全新未来

叶志镇:天生我“材”必有用

发布时间:2019-12-04来源:浙江日报作者:曾福泉 柯溢能 吴雅兰0

  走进叶志镇院士的办公室,许多陈设都吸引本报记者的目光。

  墙上挂着两幅字。一幅是浙江大学老书记张浚生题赠:锲而不舍金石可镂。另一幅是浙大老校长潘云鹤院士题赠:改革开放与时俱进。

  一张摄于浙江大学硅材料国家重点实验室前的老照片也引人注意:合影的人群中有时任党和国家领导人,浙江省和浙大的领导,以及当时担任实验室主任的叶志镇。在很长一段时间里,硅材料国家重点实验室都是浙大创新发展的窗口。

  不过,让我们感触最深的还是墙上一幅2013年的挂历,这是叶志镇当年被评选为浙江省“三育人”先进个人、浙大教书育人标兵的纪念品,印着他开怀大笑的照片。叶志镇珍视这幅过期的日历,一直挂着它,另拿一张小小的2019年单页年历夹在上面。他2016年获得浙大永平奖教金的证书也摆在很显眼的位置。办公室柜子的一大半都装着学生的论文。

  就是在这样一个时时能引人思绪的环境里,叶志镇带着浓浓的苍南乡音,和我们谈起他在浙大40多年的科学人生。

三十年坚持一项研究

  记者:祝贺您当选中科院院士。您所从事的半导体光电薄膜研究是一项艰深的科研工作,可否请您通俗地做一介绍?

  叶志镇:谢谢。我在半导体光电薄膜领域钻研了30多年,我想一个人坚持30多年做一件事,总会有收获。

  现代生活离不开光电材料。我们的手机、电视、电脑屏幕都在使用发光二极管,也就是LED。用氮化镓带来蓝光LED的3位日本科学家获得了诺贝尔奖。

  光电产业未来要更好发展,还有很多科学问题、技术问题需要解决。我研究的氧化锌是一种性能优异的新型光电材料,它的结构很独特,可以发挥多种功能应用,有望在下一代光电产业中扮演重要角色。

  记者:氧化锌这种材料到底强在哪里,吸引您倾注了那么多精力去研究?

  叶志镇:氧化锌同样可发紫蓝光,而锌在地球上的储量,比氮化镓中所用到的金属铟要丰富得多。我们现在面临氮化镓资源短缺的挑战,氧化锌物丰价廉,且环境友好,无毒性,替代作用十分突出。

  氧化锌的强大功能还远不止于此。它的一个重要特点是可以高效激发紫外光,这带来很多非常重要的用途。比如可以制成紫外发光器件,就是一种便携高效的消毒杀菌工具。在未来的量子通讯中,可激发紫外光的材料也大有用武之地。

  此外,氧化锌的微纳结构丰富,可以用来制备多样的传感探测器件。氧化锌还可以制备成透明导电薄膜,手机的触摸屏、太阳能电池,都需要这种薄膜。

  我们搞材料科技的,坚信“天生我材必有用”。我有这样一种使命感,把氧化锌的应用潜力充分挖掘出来。

  记者:钻研氧化锌材料这么多年来,关键的创新成果有哪些?

  叶志镇:刚才说了氧化锌的种种功能,但在我刚接触氧化锌的时候,全世界相关科学家都在寻找让它激发出光的办法,但很难。我们团队创造性地提出了“二元共掺”的原理和方法,第一次让氧化锌在室温下实现电致发光,突破了这个重大基础科学难关。通过这个方法,我们把关键指标“空穴浓度”的国际水平提升了两个数量级,稳定性提升了5倍,量子光效从28%提高至61%。

  氧化锌“二元共掺”工作在国际上发挥了引领作用。2004年首篇论文发表以来,已经有20多个国家的100多个单位跟进研究,使之成为一个主流方向,逐渐开拓出各类新的研究成果。我数十次应邀在国际学术会议上作报告。这项技术还被写入施普林格材料科学丛书。

  氧化锌制成的透明薄膜能派上许多用场,但麻烦在于透明的材料通常不导电,比如玻璃就不导电。我们制成了兼具高导电性和高透明性的氧化锌薄膜,使之真正应用于LED产业,创造了显著的经济效益。

三句话指引创新之路

  记者:您在浙江大学求学、工作已经42年。此刻回望在求是园中的日子,您最深的感受是什么?

  叶志镇:我在科学研究上能取得一定成绩,当选为中科院院士,由衷地感谢伟大的时代,感谢浙江大学。1977年恢复高考后我是第一批考生,1978年春天进入浙大,求学10年:本科4年在电机系,之后6年在光仪系,取得硕士、博士学位。现在看,这种跨学科积累的基础,对我从事光电材料研究有很大的帮助。

  博士毕业后我留校在材料系从事教学科研工作。30多年来,我带领团队不断取得创新突破,也见证了浙大快速发展。可以说,我和母校在共同成长。

  记者:您实际主持浙大硅材料国家重点实验室工作十多年,可否谈谈这方面的工作?

  叶志镇:这里面的故事就多了。1992年春天,我结束在美国麻省理工学院的访学回国。时任校长路甬祥找我谈话,希望我担任硅材料国家重点实验室副主任,协助阙端麟院士把实验室建设抓起来。我知道这项工作难度很大,实验室上一年度评估不理想,面临“国重”被摘牌的巨大压力。

  路甬祥校长反复给我鼓劲儿,说了三句话,我永远记得。第一,一定要把实验室建设好,“国家重点实验室”的牌子绝对不能丢掉。第二,要团结一大批同事,共同把事情做成。第三,无论做什么事,都要做到不仅全中国知道、而且全世界都知道的境界。多年来,我一直是按照路校长的希望、或者说他的经验之谈来做的,不敢说完全达到了他的要求,但这三句话实在是指引我学术生涯的精神财富。

  记者:原来建设好一个国家重点实验室要经历那么多的艰辛呀?

  叶志镇:确实是非常难的。我接下这副担子后,就一心一意协助阙端麟院士,引进人才,申请项目,埋头搞创新。实验室很快就出了一批成果。1994年,我被评为全国先进工作者。

  然而,一口气都不能歇,到1996年的评估,实验室又面临危机:排在全国第27名,排我们后面的实验室都被摘牌,我们等于是榜末的“孙山”。

  这种局面下,学校要我担任实验室主任,把形势扭转过来。我就任后,带领实验室团队确定了硅单晶薄膜等几个新的创新方向。从把握科技前沿和服务国家战略出发,积极申请研发项目和基金。我凭借自己是归国人才等优势条件,一个人就申请了5个项目。这说明那段时间我们找项目是真着急啊!

  1998年我们申请到浙大第一个经费达500万元的国家自然科学基金重大项目。第一次申报国家“973”项目时,前后花了近一年时间,进入最后的答辩环节,但很遗憾没能成功。我非常失望,给潘云鹤校长打电话报告这个消息,他反而宽慰、鼓励我,说已经充分展现了浙大创新实力和风貌。后来我们陆续承担了多个“973”“863”项目,部分创新成果真正像路甬祥校长要求的那样,做到了世界知名的程度。

  记者:多年主持国家重点实验室工作,您从中有哪些体会?

  叶志镇:一个非常重要的体会是,干事业需要一点压力。在大学,如果只是在学院、系里做一般性的科研工作,可能很多时候感觉不到多大压力,可以照自己的想法来安排工作。但国家重点实验室不一样,每一年都面临很大的评估压力,就逼得你不断搞创新、出成果,去达到越来越高的要求。所以我认为迈上一个更高的平台,主动在更大的压力下工作,对一个人的成长是很有意义的。

“三育人”

收获桃李芬芳

  记者:您是浙大材料学院最受学生爱戴的导师之一,曾获得浙江省“三育人”先进个人。想在您门下读研究生的年轻人每年都排长队,许多人考不上还非常懊恼。您怎么看学生对您的这种感情?

  叶志镇:在浙大做老师是幸运的,因为浙大这样一个一流的平台,吸引了很多优秀的学生。我从教以来已经培养了50多名博士生,100多名硕士生,他们都是非常优秀的才俊。

  做科研要取得好的创新成果,需要优秀的老师,更需要优秀的学生。我认为每个搞科研的老师都要清醒地看到这一点。

  记者:作为前辈、师长,请您对青年学子谈一些人生经验。

  叶志镇:我们常说年轻气盛,每个人在青年时往往都容易自视甚高。这时就要特别注意谦虚的重要性。努力使人进步,虚心也使人进步。要看到身边高人很多,经常向他们学习。像我们材料学院的张泽院士,我对他的成就和见地感到由衷钦佩。我跟他说:“虽然你只长我两岁,但我要拜你为师。”

  实际上,我年轻时也有自视过高的毛病。因此我时时记得路甬祥校长的话,要团结同事,团结一大批人,才能把事情做好。

  记者:成为院士后,未来的工作、生活会不会有一些新变化?

  叶志镇:我一向认为,我就是一个普通的老师,一个存在不少缺点的老师。现在我还是这个想法。接下来,我会继续在光电材料科技前沿探索,让氧化锌充分释放推动产业腾飞的潜力。


《浙江日报》2019年12月3日06版