中國(guó)粉體網(wǎng)訊 “我們從事的是以應(yīng)用為導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究,所以肯定要去了解后端,比如企業(yè)對(duì)前端材料、器件的需求,再反推回來(lái),我們才能去把這個(gè)材料的各個(gè)參數(shù)、器件的結(jié)構(gòu)等等進(jìn)行優(yōu)化,才能符合他們實(shí)際對(duì)產(chǎn)品的要求!北蛔u(yù)為“最美松湖人”的梅增霞在一次采訪(fǎng)中表達(dá)。
1 最美松湖人-梅增霞
梅增霞,松山湖材料實(shí)驗(yàn)室研究員、半導(dǎo)體材料表面界面及器件應(yīng)用團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,從事科研工作近20年,是半導(dǎo)體材料及應(yīng)用專(zhuān)家。作為中國(guó)科學(xué)院物理所的骨干研究人員,梅增霞應(yīng)國(guó)家號(hào)召,自2019年11月起便將整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)帶到松山湖,在前沿探索研究半導(dǎo)體材料及光電器件板塊。
圖片來(lái)源:東莞陽(yáng)光網(wǎng)
2 半導(dǎo)體材料表面界面及器件應(yīng)用團(tuán)隊(duì)
半導(dǎo)體材料表面界面及器件應(yīng)用團(tuán)隊(duì)是松山湖實(shí)驗(yàn)室前沿科學(xué)與研究板塊的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì),該團(tuán)隊(duì)目前包括4名科研人員、1名助理工程師、1名行政助理和5名博士研究生。
2.1團(tuán)隊(duì)定位
以應(yīng)用為導(dǎo)向的前沿基礎(chǔ)研究,注重分析半導(dǎo)體材料中缺陷與表面界面性能調(diào)控對(duì)器件性能的影響規(guī)律和內(nèi)在機(jī)制,同時(shí)探索新型器件應(yīng)用。
2.2團(tuán)隊(duì)介紹
本團(tuán)隊(duì)以應(yīng)用為導(dǎo)向、對(duì)半導(dǎo)體材料及器件進(jìn)行深入研究,主要瞄準(zhǔn)新型光電探測(cè)材料的可控制備及器件研制,注重分析半導(dǎo)體材料中缺陷與表面界面性能調(diào)控對(duì)器件性能的影響規(guī)律和內(nèi)在機(jī)制,同時(shí)探索新型器件應(yīng)用,力爭(zhēng)在材料的設(shè)計(jì)/制備理論與技術(shù)和相關(guān)物理機(jī)制研究方面取得具有國(guó)際重要影響力的成果,發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝和技術(shù),為新型光電探測(cè)器件的性能調(diào)控和應(yīng)用評(píng)估奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
2.3研究方向
(1)日盲(220~280nm)紫外探測(cè)
不受太陽(yáng)輻射的環(huán)境干擾,相比紅外探測(cè)來(lái)說(shuō),其靈敏度和準(zhǔn)確度都會(huì)大大提高,在紫外天文學(xué)、火災(zāi)預(yù)警與引擎監(jiān)控、水下紫外通信、生化反應(yīng)監(jiān)測(cè)、外空間紫外秘密通信、電力安全等方面具有重大應(yīng)用價(jià)值。
(2)X射線(xiàn)探測(cè):
在民生醫(yī)療、公共安檢設(shè)備、工業(yè)探傷等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,可稱(chēng)為“國(guó)之利器”。非拼接式大面積高性能耐輻照X射線(xiàn)探測(cè)器的材料研究與器件研制是目前各國(guó)都在傾力推進(jìn)的方向之一。
(3)非制冷型硅基中紅外光子探測(cè)
將光子探測(cè)器的光譜范圍從近紅外(0.8-2μm)延伸到中紅外(2m-25μm)波段,是提高現(xiàn)有光通信(1.3μm、1.5μm)數(shù)據(jù)傳輸量的重要途徑之一,也將對(duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
2.4項(xiàng)目進(jìn)展
目前常用的半導(dǎo)體光電探測(cè)器多是依賴(lài)傳統(tǒng)Si半導(dǎo)體材料,背底噪聲大,成本高,難以柔性化等問(wèn)題要求我們不斷開(kāi)發(fā)新的探測(cè)材料與器件,獲得低成本高性能的大面積光電探測(cè)材料和技術(shù)。
團(tuán)隊(duì)前期研究工作充分證明新型超寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料——氧化鎵(Ga2O3)在直接型日盲紫外/X射線(xiàn)光電探測(cè)中均具有重要應(yīng)用價(jià)值(如下圖)。
非晶Ga2O3材料性能研究及光電探測(cè)器研制
自2009年起,團(tuán)隊(duì)就開(kāi)展了晶硅表面絨面結(jié)構(gòu)的調(diào)控技術(shù)、鈍化機(jī)理與載流子在表面界面的輸運(yùn)性能等研究工作,獲得了一系列重要的原創(chuàng)性成果。如下圖。
金屬催化刻蝕機(jī)理研究及晶硅表面絨面結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)
3 目前存在的科學(xué)問(wèn)題主要有四點(diǎn):
(1)本征點(diǎn)缺陷對(duì)材料探測(cè)性能的影響規(guī)律與調(diào)控原理
(2)摻雜對(duì)提升材料探測(cè)性能的作用機(jī)制
(3)材料與器件的耐輻照特性研究
(4)提高材料在中紅外波段的吸光效率和光生載流子的收集效率
4科研報(bào)國(guó)
作為半導(dǎo)體材料表面界面及器件應(yīng)用團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人,梅增霞帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)上下一心,攻堅(jiān)克難,先后在氧化物柔性電子學(xué)材料與器件、新型高探測(cè)率日盲紫外探測(cè)材料與原型器件的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域獲得重要突破,實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)、國(guó)際領(lǐng)域的創(chuàng)新突破。30余項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利的碩果下,是她敢為人先的創(chuàng)新精神,和科研人那顆滾燙炙熱的心。
“我們的研究領(lǐng)域在短時(shí)間內(nèi)可能并不能為國(guó)家?guī)?lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),但對(duì)于國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的材料技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)說(shuō),一定是關(guān)鍵之一。”梅增霞說(shuō)道。
參考來(lái)源:中新網(wǎng)廣東、東莞廣播電視臺(tái)、松山湖融媒體中心、松山湖實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)等。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)
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