来源:新华社
2016年2月3日,习近平总书记来到江西南昌大学,考察国家硅基LED工程技术研究中心实验室。该实验室由江风益教授领导的“硅基蓝光LED”项目获得2015年国家技术发明奖一等奖。
习近平总书记听取了实验室研究成果介绍,考察了芯片制造工艺,了解了实验室科技创新、人才培养、产学研结合等情况,参观了南昌光谷展览馆,肯定了他们在科研攻关、抓成果转化方面的大决心、高目标、实作为和好成效。习近平总书记指出,掌握核心技术的过程非常艰难,但这条路必须走下去。
早上8点去国家硅基LED工程技术研究中心办公室采访江风益,我们扔了个空。他的学生告诉我们,“你们来错地方了。蒋先生很少呆在办公室。”
这个研究中心位于南昌高新区。3楼有6个实验室,包括设备制造、材料生长、芯片制备。“哪里有解决不了的问题,哪里就会出现老师。只能打他手机。”
电话接通了,电话那头传来带着江西口音的普通话:“我在一楼金属有机化学气相沉积设备室,今天很忙!”
江风益在南昌高新区的一个实验室工作。新华社记者周觅摄
走进实验室,7台MOCVD设备整齐排列。它们是半导体照明芯片的关键材料制造设备。在最大的设备前,一个穿着白色防尘服的中等身材的男人正在给大家做指导。
设备的指示灯在闪烁,控制台屏幕上的数据也在不断变化。"要做实验,你必须不断尝试犯错。"演讲者提高了声音。他是江风益。
59岁的中国科学院院士、南昌大学副校长更喜欢被称为“江老师”——他喜欢这样。
我们叫“江老师”。他示意我们坐在他旁边:“你们等着。目前,我们的黄色LED实验遇到了一个难题。”
发光二极管(LED)是一种常见的发光器件。黄光LED是江风益近年来的关键核心技术。它不需要稀土荧光粉,也没有蓝光的危害。它被视为可能取代目前“蓝色LED+稀土荧光粉”的人工照明光源。
没想到,这一等就是几个小时。逛完实验室,我们跟着蒋先生进了三楼的办公室。
脱下防尘服的姜老师,白衬衫被汗水湿透了。“现在科研条件多好啊!”他指着窗外。“我们从南昌大学的校园搬到了高新区。这座实验楼占地近9000平方米。当初实验室只有60平米。借了60万买设备后,我们开始研究蓝色LED。”
江风益在南昌高新区的一个实验室工作。新华社记者周觅摄
拉上窗帘,打开房间里的灯,话匣子就会从房间里的“光”开始。
“这个天花板吊灯是我这里研发的,而且是人眼舒适的红黄光为主。”蒋老师“开班”:从煤油灯、白炽灯、荧光灯到蓝色led,以前的照明技术都是国外定义的。
“比如煤油灯之所以叫洋油灯,是因为当时的油是进口的。LED照明技术在国外也是一个突破,但是我们也不能总开国外的LED灯啊!”
今天广泛使用的蓝色LED,在本世纪初被国外垄断。这深深伤害了江风益。
他决心另辟蹊径,选择硅衬底上的长材料作为芯片。这个过程有很多工序,包括70多层材料结构,100多步生长程序,2000多个参数。
“每一个参数都是变量,每一次调整都是试错。需要数千次的反复试验才能找到最佳解决方案。”他说。
这条“追逐光明”的路,江风益已经走了19年。他成功开发了硅基蓝光LED材料和芯片技术,使中国成为世界上第三个拥有蓝光LED技术自主知识产权的国家。
打开桌上一盏圆柱形的台灯,柔和的黄光洒在桌上。蒋老师开心的拍了拍:“这是金色LED,更好更难的LED照明技术!”
2011年,在专注于蓝色LED的同时,江风益将注意力转向了黄色LED。但摆在国内外科研人员面前的是一个“黄光缺口”——黄光的光效远低于蓝光,很难突破10%。
拉开抽屉,江风益拿出厚厚的一叠日记,里面记录着每天的科研进展。这个习惯他保持了近30年。
20世纪90年代,南昌大学的潘传康、江风益和郑代秋三位教授完成了应变超晶格结构的研究,取得了丰硕的成果。他们首创的离子束通道分层扫描技术,将测量精度提高了一个数量级,是当时的国际领先水平。新华社记者宋振平摄
翻开最上面的日记,在一页“9.4%”的数字下,江风益画了几行字:“这是一道坎。”
当时实验室里有4台MOCVD设备。江风益拿出三套蓝光和一套黄光。“我投入大,前途不明,不敢走太快。”
但是这台机器上做出来的黄光效果止步于9.4%。
“我当时就犹豫了,心想,这条路能打通吗?”江风益,把你的日记翻回来。
日记里,一天有很多页的科研数据。但是在2016年2月3日,江风益写了五页。他记录了习近平总书记视察时的情景和嘱托。
“我们决定拿出3件设备做黄灯,做起来!”江风益站起来,为我们翻找橱柜里的文件。“你看,国家的扶持力度加大了,省里市里的扶持政策也落实到位了。这么好的时机,我们有什么借口不努力?”
和江风益小组在实验室里的“钉子”。饿了,在实验室吃盒饭;累了,找个地方睡个午觉。"我最多一个星期没有离开过这座大楼。"他指着房间里的床说。
江风益和团队成员在位于南昌高新区的实验室工作。新华社记者周觅摄
40天后,光效突破“黄光缺口”,达到12.2%。然而后来,这个值没有动。
“我知道,这个差距不是那么容易跨越的!”蒋老师说到这里停顿了一下,“我经过思考后提出,更换装备!进口的MOCVD设备‘开刀’,大家听后都说我太胆小。”
一个多月来,他带着两位设备专家和一批工程师加班加点,做了6个大改动,10多个小改动,使得MOCVD的性能有了很大的提升。
2016年5月5日,经过近100天的研究,江风益一大早就来到了实验室。所有人都盯着屏幕,新设备制造的芯片和器件测试结果出来了——17.2%!
有同学喊道。一向内敛的江风益高兴地鼓起掌来。
“当我12%的时候,我不知道该做什么。当我达到17%的时候,说明这条路是可行的。”
那天的日记是什么?
“2016-05-05,结果:光效达到17%...如果进一步优化,有望达到25%以上……”
猜猜我们在想什么,姜老师说:“我觉得离总书记要求我们做的还差得很远,不能骄傲。”
2016年10月26日21.4%,2018年7月16日24.3%,2020年11月25日27.9%...黄光的发光效率一次次突破,不断刷新世界纪录。
江风益的“追逐光明”之路还在继续。两年来,他们不断提高黄灯效率,加快成果转化。站起来看着窗外,老蒋指着不远处艾溪湖公园的金色景观灯说:“那是我们的金色LED,已经量产了。”
天黑了,我们起身道别。“今天我不能留你吃饭了。”江风益抱歉地和我们握了握手,还透露了一个好消息。“我们在黄光方面又有了大突破,特定工作点的最高光效超过50%!”
江风益把我们送到楼下,看到研究中心大厅的墙上写着六个大大的红色大字:更多的光,更少的热。
他故意停下来说:“这句话有三层意思:第一,在LED领域,要多发光少发热;第二,要潜心做事,保持头脑发热。第三,要能在科研中耐得住寂寞,少去凑热闹。”
挥手告别,江风益转身再次走进实验室。
选题|李晨旭
编辑|李晨旭
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