一朝為科研 難得半日閑

文/劉榮 張宇

一朝為科研 難得半日閑

文/劉榮 張宇

他是師生口中津津樂道的好老師；他是廈門大學(xué)物理系有名的教授；他在廈門光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，占據(jù)著舉足輕重的地位；他是陳朝，一位在科研戰(zhàn)線上忙碌幾十年的教育和科研工作者

陳朝，福州市人，1943年出生于福建省永安市，主要研究方向?yàn)榘雽?dǎo)光電體材料、器件和應(yīng)用，涉及信息光電子學(xué)、半導(dǎo)體照明和光伏發(fā)電等領(lǐng)域。陳朝畢業(yè)于廈門大學(xué)物理系，學(xué)習(xí)了“無線電電子學(xué)”和“半導(dǎo)體物理與半導(dǎo)體器件物理”兩個(gè)專業(yè)；1965年，在導(dǎo)師的建議下，年輕好學(xué)的陳朝繼而選擇了半導(dǎo)體光電研究方向，這為他后來的發(fā)展起到了非常重要的作用。

陳朝讓人印象深刻的成果完成于1992年～1993年間，那時(shí)他作為高級(jí)訪問學(xué)者，被國家教委公派到加拿大多倫多大學(xué)和白俄羅斯大學(xué)工作，負(fù)責(zé)由國家科委下達(dá)的、與白俄羅斯科學(xué)院電子研究所合作的“用于光纖通信的III——V族多層材料和光電器件的研制”國際合作項(xiàng)目，并設(shè)計(jì)了InP基單片集成PIN——FET多層材料，在同一片材料上成功研制出性能良好的PIN光電探測(cè)器和MISFET放大器。

在此過程中，陳朝研制出了高速、低暗電流、高響應(yīng)度的InGaAs/InP PIN光電探測(cè)器芯片，集成了異質(zhì)結(jié)分離、開管擴(kuò)散、氧化鋁抗反射膜等新技術(shù)?！斑@個(gè)芯片已經(jīng)進(jìn)行了TO——46及帶尾纖的單管和PIN——TIA結(jié)構(gòu)光電放大器組件封裝測(cè)試，傳輸速率為655Mbps～2.5bps，現(xiàn)已獲得‘InGaAs/InP PIN光電探測(cè)器及其制造工藝’發(fā)明專利。”陳朝說。2003年3月，由科技部和福建省科技廳組織的驗(yàn)收鑒定認(rèn)為該工藝達(dá)到國際先進(jìn)水平；2005年，該工藝獲省市發(fā)改委80萬元經(jīng)費(fèi)支持，在校辦企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化。

繼芯片之后，陳朝又利用正性光刻剝離工藝，在國內(nèi)首次研制成功新型多動(dòng)能光控HEMT器件。他說：“該器件可用于光電集成電路，能夠探測(cè)高頻光纖信號(hào)并將其放大，是一件具有源頭創(chuàng)新特點(diǎn)的產(chǎn)品?！苯柚鷩鴥?nèi)合作的機(jī)會(huì)，陳朝完成了材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生長和測(cè)量、版圖設(shè)計(jì)制備、器件工藝、TO和雙列直插型封裝、靜態(tài)和光敏特性測(cè)量等工作，并提出能較好描述該器件光敏、放大和微波特性的物理模型，對(duì)半導(dǎo)體光電材料和器件的發(fā)展起了良好的推動(dòng)作用。

多晶硅的提純一直是我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難題，陳朝憑借自己的專業(yè)知識(shí)，解決了這一難題。據(jù)悉，在進(jìn)行“低成本多晶硅提純及太陽能電池的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”研究中，他采用精細(xì)的綜合冶金物理方法，將工業(yè)硅的冶煉和提純緊密結(jié)合，充分利用工業(yè)硅冶煉工程的余熱，直接將2N的工業(yè)硅提純到6N以上的太陽能級(jí)多晶硅；將5N多晶硅定向凝固、劃片后經(jīng)表面氯氧化和吸雜處理改性后，研制出光電轉(zhuǎn)換效率超過11％的太陽能電池。這兩項(xiàng)技術(shù)突破了長期制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

陳朝在半導(dǎo)體光電材料和器件領(lǐng)域的成就，遠(yuǎn)不止上面羅列的這些。他所負(fù)責(zé)的“863”計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金“激光誘導(dǎo)下的GaN P-型摻雜和P-型歐姆接觸”項(xiàng)目，達(dá)到GaN空穴濃度超過5x1018cm-3以及GaN的P-型歐姆接觸比接觸電阻低2.5x10-4Ωcm2的良好效果，并獲得兩項(xiàng)發(fā)明專利。該項(xiàng)目屬國際首創(chuàng)，處于國內(nèi)最好的水平。陳朝說，目前該方法已經(jīng)用于GaN藍(lán)色和白光LED芯片的制備，不僅提高發(fā)光效率和器件的可靠性，還降低工作電壓和熱阻并延長了器件的工作壽命，經(jīng)濟(jì)效益良好。

陳朝展示激光誘導(dǎo)多晶硅片提純技術(shù)

陳朝講解自制諧振型微波光電導(dǎo)少子壽命檢測(cè)儀

此外，受廈門三優(yōu)公司委托，陳朝研制的在650mm波長光照下，光響應(yīng)度達(dá)0.4A/W的硅光電探測(cè)器，獲得實(shí)用新型專利并申請(qǐng)了國家發(fā)明專利；在與深圳納諾材料研究所的合作中，陳朝較系統(tǒng)地探索了類金剛石薄膜的摻雜和半導(dǎo)體光電性質(zhì)，首次成功研制出類金剛石薄膜MSM結(jié)構(gòu)的紫光和紫光電探測(cè)器，且自主設(shè)計(jì)和委托加工、封裝研發(fā)了用于CD機(jī)上的單片集成光電探測(cè)放大器，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

自投身科研以來，陳朝的日程被安排得滿滿當(dāng)當(dāng)，要找出一點(diǎn)空閑著實(shí)不容易。他放棄了清閑的日子，用幾十年的辛勞耕耘換來了碩果等身，不僅在半導(dǎo)體光電材料和器件領(lǐng)域取得成績，在光纖通信和有線電視領(lǐng)域也同樣成就卓越。

1999年12月，由陳朝負(fù)責(zé)的“10Mbps、100Mbps光線收發(fā)器”項(xiàng)目，順利通過福建省科技廳組織的成果鑒定，專家意見一致認(rèn)為：“本成果在協(xié)議芯片的功能開發(fā)、防止高頻信號(hào)相互耦合和實(shí)現(xiàn)光電接口等方面的設(shè)計(jì)上，具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，項(xiàng)目技術(shù)已達(dá)國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，性價(jià)比優(yōu)于國際同類產(chǎn)品，有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭力?！蓖瑫r(shí)，該項(xiàng)目還榮獲廈門市2000年科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、福建省2001年科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)以及2項(xiàng)發(fā)明專利、2項(xiàng)實(shí)用新型專利和第十四屆全國發(fā)明展覽會(huì)銀獎(jiǎng)。

陳朝說，由于自己一直從事半導(dǎo)體光電器件的研究，所以進(jìn)入光通信領(lǐng)域?qū)λ麃碚f是很自然的事情，而他在光通信領(lǐng)域?yàn)槿怂Q道的，是他在科研成果轉(zhuǎn)化方面的貢獻(xiàn)。據(jù)悉由他負(fù)責(zé)開發(fā)的“10Mbps、100Mbps光纖收發(fā)器”、“三端口高性價(jià)比普及型有線電視光接收機(jī)”和“用于有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向工作站”等成果現(xiàn)已全部轉(zhuǎn)讓給企業(yè)進(jìn)行批量生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

為了實(shí)現(xiàn)高速、寬帶、低成本的全光網(wǎng)絡(luò)通信，突破最后一公里瓶頸，真正實(shí)現(xiàn)光纖到戶(FTTH)，近年來他致力于塑料光纖通信的新領(lǐng)域研發(fā)。他說：“我們采用850nm波長成功實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信以及1310nm主干網(wǎng)和850nm局域網(wǎng)的互連，正在努力研發(fā)650nm單片集成塑料光纖收發(fā)器芯片。這樣不久將有可能實(shí)現(xiàn)20Mpbs高速寬帶低成本上網(wǎng)。”此外，陳朝不僅在國內(nèi)首次研制出用于密集波分復(fù)用的石英小球衛(wèi)星諧振腔光纖分叉器，并且還對(duì)其工作原理和制備方法進(jìn)行了有效探索，為我國微腔光纖通信事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

忙碌的人們總是希望能夠“偷得浮生半日閑”，但這對(duì)陳朝來說卻有點(diǎn)遙不可及，“忙”似乎已經(jīng)成了他的常態(tài)。承擔(dān)14項(xiàng)國家及省部級(jí)科研項(xiàng)目、發(fā)表200余篇專業(yè)論文、5年內(nèi)申請(qǐng)12項(xiàng)專利、完成5項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化……這些紙張承載不完的成果就是忙碌的工作給陳朝最好的回報(bào)。我們相信，盡管忙碌，可熱愛科研的陳朝一定樂在其中。

陳朝，廈門大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院、能源研究院教授，廈門大學(xué)凝聚態(tài)物理、微電子與固體電子學(xué)、光伏工程專業(yè)博士生導(dǎo)師，2003年10月退休并原職返聘至今，兼任廈門市老科技工作者協(xié)會(huì)光電委員會(huì)主任、全國冶金法多晶硅產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、福建省和廈門市政府科技顧問、廈門大學(xué)留學(xué)生同學(xué)會(huì)常務(wù)理事；主持和負(fù)責(zé)過國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家教委重點(diǎn)項(xiàng)目、國家科委國際合作項(xiàng)目、福建省科委國際合作項(xiàng)目、福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等多項(xiàng)科研任務(wù)。