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【名师访谈】看曾海波教授在发光材料与发光器件上有着怎样的思考与收获?

在长期的科研过程中,曾海波教授与他的团队在照明、显示与传感新材料及器件方向上可谓收获颇丰。近日,材料人网有幸为广大读者采访到曾海波教授,近距离了解他与他的团队在科研与行业中的经历、收获与感悟。

材料人:您是学理论出身的,当初是如何想到做照明、显示与传感新材料及器件这个方向的呢?

曾海波教授:这是我对相关领域发展历史与趋势、社会与国家需求、个人兴趣与能力三方面不断思考不断调整的结果。

本科的时候,我对物理比较感兴趣,喜欢在图书馆看关于爱因斯坦和霍金的书,包括各个版本的传记和较浅的研究类读物,对其中严密的思维逻辑和物质世界本源的探索精神深深着迷。

沿着自己的感觉,硕士做的是量子引力课题,拿的是应用数学学位,具体而言就是用拓扑几何学等数学方法对“相对论的量子化”这一问题进行模型研究,慢慢地遇到了一个困惑:基本上没有实验检验的可能性,也难以触及当今人类的物质生活。这时,有幸读了我国半导体先驱黄昆先生的传记《黄昆(声子物理第一人)》,除了认识到半导体是当前社会信息化的最重要材料载体,另有一句话对我触动很大“作为一个科技工作者,并不是说知识学得越多越好,学得越深越好,关键还是在于你驾驭知识的本事”,这让我慢慢地定下了从事纳米半导体学习和研究的决心。

随后,在中科院固体物理研究所蔡伟平研究员、张立德研究员、孟国文研究员等老师们的指导下,受到了从事纳米材料研究所需的科研素养的规范训练,走上了纳米半导体发光研究的道路。在日本国家材料研究所工作器件,尽管课题组没有发光研究的条件,我仍然选择了相关联的原子级超薄半导体制备与电学性质的研究课题。

2011年底我从日本回国,这是个关键点,选择“发光显示低维半导体及器件”为整个团队的研究方向主要是基于以下考虑。

一方面,正如上面所言,发光研究正是我的兴趣所在,只是具体的研究导向和研究内容需要谨慎地从头规划。另一方面,最重要的是意识到当前正处在显示产业革命的关键时期,意识到这一领域存在社会与国家的重大需求,意识到这或许是我也是我们团队的绝佳发展机会。上一轮从“电子管显示”到“液晶显示”的行业革命中国错失了机会,这一轮正在进行的从“液晶显示”到“柔性高清显示”的行业革命中国已经不再是旁观者,因为我国在经济、产业、人才等方面已经有了雄厚的基础,至于能否领跑则取决于产学研各界同仁的创新创业成效。

身处这个显示行业变革的伟大时代,是我及我们团队的幸运,确立“新型显示发光材料与发光器件”研究主题是极其自然的选择。此外,从黄先生“驾驭知识”的论断出发,鉴于我个人在物理与材料、理论与实验方面的交叉背景,就为我们团队确立了“理论与实验相结合”、“材料-光电性能-发光器件”的研究范式。

所幸的是,五年多走下来,以上初衷在团队组建、平台搭建、具体课题研究等方面得到了初步的实现,2013年创建了南京理工大学纳米光电材料研究所,2016年获批为新型显示材料与器件工业和信息化部重点实验室。

【名师访谈】看曾海波教授在发光材料与发光器件上有着怎样的思考与收获?

材料人:请您简单介绍一下您课题组目前的科研工作和发展情况?

曾海波教授:在确定了“面向柔性高清显示的新型发光材料与发光器件”研究主题后,我们选择了两条研究思路。

一方面,基于“至薄至柔”的思想,希望从理论上设计出并在实验上制备出原子级超薄二维发光体,2014年发起了锑烯二维晶体,随后不断有国际同行加入,但目前整体上仍然处于非常基础的探索阶段,基本上是属于“仰望星空”的基础研究,这就产生了我们团队目前的“锑烯等二维晶体的原子设计与原子制造”研究方向。

另一方面,在业内已有的量子点“印刷致柔”思想基础上,针对量子点发光显示的“无镉化”和“更高清”关键需求,力图发展具有更高发光品质的量子点新体系及其发光器件,2015年率先发了全无机钙钛矿LED发光器件后,由于新型显示应用的重要性已经成为了前沿研究热点,吸引了大量的研究人员,但是在将来真正走向显示产业应用前仍需解决若干关键问题,这样就产生了我们“全无机钙钛矿半导体光电子学”这个比较脚踏实地的应用基础研究方向。