从“芯”破局

从“芯”破局

——记南京邮电大学微纳器件与信息系统创新团队

　　■本报记者 任素梅 通讯员 张前

　　研发出世界上第一款同质集成光电子芯片；首次发现量子阱二极管器件发光和探测共存的物理现象；制备世界上首个全双工可见光通信芯片……日前，记者走近“全国高校黄大年式教师团队”——南京邮电大学微纳器件与信息系统创新团队采访，团队“掌舵人”王永进教授在实验室一边演示实验，一边介绍团队在物联网、类脑智能、光互联等领域取得的国际领先成果，“未来，手机里仅需安装一块光子芯片，就能实现充电、感知和通信等一体化功能。换句话说，手机可能不再需要充电器了”.

　　微纳器件与信息系统创新团队于2011年成立。7年间，该团队从“芯”出发，建设多个高水平研发平台，吸引了一批海外高层次人才，打造了一支实力雄厚的科研队伍，用“心”翻越了一座座科研高峰。

　　往上攀：破解世界难题

　　为将自己的科研成果写在祖国大地上，2011年，德国洪堡学者、日本学术振兴会特别研究员王永进毅然放弃海外优渥的科研生活条件，偕妻儿回国，并被南邮引进，成为该校海外高层次人才签约第一人，主要从事微纳器件与信息系统创新研究。

　　南邮大力支持王永进组建团队，汇聚人才成为建队首要任务，而妻子蒋元功不可没。她打电话给在日本和王永进一起求学的曹自平、杜关祥、胡芳仁等青年学者的妻子，通过“夫人外交”,邀请这些青年学者回国一起干。“个人友谊和对科学的热爱，让我们凝聚到一起。”曹自平说。如今，团队汇集了16名优秀人才。

　　“集成芯片是我国科研核心领域短板中的短板，长期以来，学者们在发射、传输等方面做独立研究，没有人将它们串起来研发。而我研习过材料、器件、通信3个领域的学科知识，使融合更加便捷。”王永进深知补短板的重要性，他先后在德国、日本、英国等多个国家高等科研机构从事跨学科的探索研究，师从诺贝尔物理学奖得主彼得·格林贝格尔教授和天野浩教授，这段经历夯实了他“跨界”研究的根基。

　　2015年11月，王永进率领团队将可见光通信系统的发射、传输、调制和接收器件做在一块芯片上，研发出世界上第一款同质集成光电子芯片。在此后的实验中，团队又发现量子阱二极管器件的发光谱和光探测响应谱存在重叠区，由此量子阱二极管器件发光和探测共存的物理现象被首次发现。基于此，团队成功制备了世界上首个全双工可见光通信芯片。该芯片可实现双向收发信号功能，且信息传输的容量和速度都得到提升，解决了无线通信领域的世界性难题，并5次被《今日半导体》杂志专题报道。

　　在接下来的一年多时间里，团队一鼓作气，成果“八面开花”,先后制备了光互联芯片、类脑芯片、物联网芯片等不同种类的芯片，并得到国内外顶尖专家的验证，一批成果申请了国际PCT专利和国家发明专利。

　　沉下去：甘做基础研究

　　从器件设计、净化室流片，到实验方案确立、系统测试完成；从依靠传统的探针台到配置最先进的引线机，从自己动手摸索引线机到能熟练操作，在科研道路上，王永进总是亲力亲为。他率领团队将做好的芯片顺利转移至基板进行测试，整整花了两年时间。“这好比练内功，内功深了，招数自然多了。”王永进说。而这一科研风格也成了团队的科研理念——做简单、重要的发现。

　　“80后”教师施政在南邮读研期间就加入了团队，直至考博、工作，从未离开。“团队拥有非常好的科研平台，且成员都很年轻。‘做简单、重要的发现’的理念引领一群朝气蓬勃的青年学者俯下身子、耐住性子、干出样子。”施政说。“自加入团队后，我有了两项发明专利和授权，还加入了国防项目研究，这在日本是不可能做到的。”曹自平告诉记者。

　　国家外聘千人1人、国家优秀青年基金获得者1 人、新世纪人才1人、省特聘教授3人、省科技创新团队领军人才1人、省双创人才3人、中国科协“青年人才托举工程”获得者1人……这几年，团队坚持问题导向做基础研究，培养了一批从事尖端研究的科研人才。2012年，彼得·格林贝格尔教授欣然加盟团队，在全国开创了省属高校引进诺贝尔奖得主的先例。

　　雄厚的基础研究实力给团队带来了更多机遇。近年来，团队承担了国家自然科学基金重大科研项目、国家973前期预研专项、科技部国际合作重点专项、省重大研发计划等40多个科研项目，科研经费超过6000万。2017年，团队领衔的“微纳器件与信息系统创新引智基地”入选 “高等学校学科创新引智计划”,光电子集成芯片成为南邮创建“世界一流电子信息科学与工程学科群”的重点支持领域。

　　强起来：培养匠心学子

　　“我的团队中除教师外，更重要的生力军是学生。只有打造高水平的实践环境，才能培养更多匠心学子。”王永进告诉记者，德国培养工科学生的模式深深触动了他，“国外的学生创新能力强，不是他们比我们的学生聪明，而是他们有很多动手做实验的机会”.

　　王永进在德国和日本学到了一整套微纳芯片加工“流片”本领，他坦言，“没有100万的投入，学不来这项本领”.为此，团队拼搏努力，争取更多科研资金，先后投入5000万元打造了多个拥有国际水准的研发平台，带领学生开展独立、高效的研发工作。

　　高水平的科研平台吸引着学生高绪敏读硕士博士都在这个团队。她告诉记者，“老师们对学生的培养非常用心，他们凡事都身体力行，特别是王永进教授那句‘数据无好坏，关键是尊重数据，从中发现科学问题’的科研理念让我们在屡次试错后又重拾信心”.她也因此获得IWUMD-2017会议最佳青年科学家奖。

　　“我整天和学生们一起泡在实验室，下班后还会通过电脑或手机与学生保持沟通。我相信，教师尽心的工作态度和求知欲望会感染学生。”从日本引进团队的杜关祥教授，总努力传授给学生更多业界一流知识。在他的指导下，学生胡振忠用两年时间研究的项目拿下南京市大学生优秀创业项目一等奖及40万元资助。

　　团队的孜孜不倦为人才插上腾飞的翅膀。近年来，团队指导学生获得科研立项及创新创业项目30余项。其中，15人次获得国家奖学金，1人次获得江苏省优秀硕士论文，部分作品获全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、全国研究生电子设计竞赛一等奖、全国化合物半导体会议青年学者优秀报告奖，部分项目获得南京市青年大学生优秀创业项目及扶持基金。