温职院教务科研网赵德刚研究员坚持只做国家需要的半导体研发工作服务科技进步的双重使命
赵德刚,中国科学院半导体研究所的研究员,在20多年的职业生涯中,他几乎每天都在实验室里忙碌。他的专业是半导体光电子材料与器件,这是信息时代的基石。他选择了传统材料——氮化镓,并在这个领域深入研究,克服重重困难,成功研制出国内第一支氮化镓基紫外激光器和大功率蓝光激光器。
赵德刚自豪地介绍自己是一名“土著科研人”,用实际行动回报祖国。他说:“国家需要什么样的研究,我就做什么样的事情。”他坚信,只有这样才能真正服务科技进步。
赵德刚所从事的领域包括微电子和光电子两大类。集成电路、晶体管属于微电子,而光电子则涉及激光及其相关产品。在上世纪90年代末期,他发现中国对半导体器件需求巨大,但国际上生产这些原材料尚未成熟。这正是他选择氮化镓作为研究对象的原因。
氮化镓不仅具有高性能,而且热稳定性好、抗击穿、耐腐蚀,对于未来发展具有巨大的应用潜力。基于此材料的大功率蓝发二极管已经走进千家万户,其应用引发了照明产业革命。日本学者赤崎勇、天野浩和中村修二因发明“高效蓝色发光二极管”获得2014年诺贝尔物理学奖。
然而,虽然氮化镓已被广泛应用,但其激射技术仍然是一个挑战性的问题。在室温下达到900平方厘米/伏特·秒的电子迁移率,被认为是不可能超越的。但赵德刚并没有放弃,他通过深入分析缓冲层原理以及结合材料电学、结构性质,最终发现缺陷产生与湮灭过程,并提出了独特的MOCVD外延技术。
经过几年的努力,他们终于成功生长出高质量氮化镓材料,其在室温下的电子迁移率超过1000平方厘米/伏特·秒,这也是国际上的最高水平。此成绩得到了国内外同行们的一致认可。
除了这一成果之外,赵德刚还专注于p型掺杂的问题。他发现碳杂质在p型氮化镓中的作用相当复杂,并且通过实验掌握了如何抑制这种影响,使得低温p型材料也能达到高质量标准。而对于量子阱中的碳杂质问题,也进行了系统性的探究,不仅解决了一系列前人未解的问题,还为后续研究奠定了基础。
尽管面对着不断变化的地球科技环境和竞争压力,但赵德固持己见:要想取得突破,就必须沉下心来积累实践经验,“理论学习不能放下,没有深厚的理底,看问题很难透彻”。这就是他30多年来持续创新的事业精神,也是他希望青年一代能够继承并发展下去的心愿——培养更多踏踏实地的人才,为国家科技事业贡献力量。