晨光初照時(shí)，它是通透的“光容器”，讓暖陽(yáng)溫柔漫進(jìn)室內(nèi)；烈日灼灼時(shí)，便悄悄換上淺灰“紗衣”，光致變色層鎖住刺眼強(qiáng)光與燥熱，光伏層卻在幕后默默捕獲光能，轉(zhuǎn)化為點(diǎn)亮家電的綠色電力……在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院特任研究員、博士生導(dǎo)師賴敏良的研究“藍(lán)圖”上，這樣一塊集光致變色、隔熱節(jié)能和光伏發(fā)電等優(yōu)勢(shì)于一體的智能玻璃，會(huì)是材料科學(xué)跨界融合的標(biāo)桿性場(chǎng)景。
致力于從原理和應(yīng)用角度實(shí)現(xiàn)突破，賴敏良團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家綠色能源和半導(dǎo)體領(lǐng)域重大需求，以材料為突破口，在蘇州工業(yè)園區(qū)的科創(chuàng)土壤上深耕不輟：用各種化學(xué)元素當(dāng)“積木塊”，通過(guò)精準(zhǔn)搭配、調(diào)整結(jié)構(gòu)等方式造出性能更優(yōu)的材料——這種新材料比傳統(tǒng)半導(dǎo)體更厲害，能更高效地把光轉(zhuǎn)化為電，也能將電反向轉(zhuǎn)化為光，在同一器件中完成雙向光電轉(zhuǎn)換。
功能集成化、性能極致化、應(yīng)用場(chǎng)景化，獨(dú)墅湖畔，青年科學(xué)家賴敏良與團(tuán)隊(duì)一起朝著半導(dǎo)體材料的“性能巔峰”與“應(yīng)用藍(lán)海”不斷進(jìn)發(fā)，以實(shí)際行動(dòng)延續(xù)著中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的“追光”故事。
名校名城聯(lián)手搭建人才成長(zhǎng)階梯
名校賦能、名城托舉，這是賴敏良求學(xué)之路的鮮明標(biāo)簽，也是他選擇歸國(guó)回到中國(guó)科大蘇州高研院的重要原因。而起點(diǎn)，源自園區(qū)、中國(guó)科大和國(guó)際知名高校的聯(lián)動(dòng)。
2012年，三方聯(lián)合推出了留學(xué)合作項(xiàng)目“SIP Fellow”，每年從中國(guó)科大遴選優(yōu)秀本科生，由園區(qū)資助前往海外攻讀博士。作為項(xiàng)目受益人，賴敏良在2014年本科畢業(yè)之后，就循著這條人才通道，遠(yuǎn)赴大洋彼岸的美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校。在美期間，他師從美國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院外籍院士楊培東，從此踏入了半導(dǎo)體納米材料研究的“前沿陣地”。拿下博士學(xué)位后，他又轉(zhuǎn)戰(zhàn)美國(guó)西北大學(xué)開始博士后研究，其間曾獲得國(guó)家優(yōu)秀自費(fèi)留學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金、美國(guó)材料研究學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士生獎(jiǎng)、國(guó)際納米技術(shù)協(xié)會(huì)杰出研究獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
聚焦新型半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)合成及其光電器件的應(yīng)用研究，賴敏良在美期間以第一作者/共同一作/通訊作者在《自然·材料》《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》《先進(jìn)材料》等國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表了9篇論文，被授予美國(guó)及“跨國(guó)專利橋梁”PCT專利4項(xiàng)。同時(shí)，他受邀擔(dān)任國(guó)際知名出版集團(tuán)約翰威立旗下材料與化學(xué)領(lǐng)域新刊《Smart Molecules》的青年編委，并擔(dān)任化學(xué)領(lǐng)域全球權(quán)威期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》等國(guó)際期刊的獨(dú)立審稿人，在國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)上嶄露頭角。
受益于母校和園區(qū)的合作項(xiàng)目，賴敏良希望能將所學(xué)知識(shí)落地生根，反哺母校和園區(qū)。因此，博士后研究結(jié)束后，他加盟中國(guó)科大蘇州高研院。至此，這場(chǎng)由“中國(guó)科大輸送優(yōu)質(zhì)生源、海外名校提供頂尖平臺(tái)、園區(qū)給予資源保障”的三方聯(lián)動(dòng)完成了閉環(huán)，也共同奠定了賴敏良的科研高度，成為名校、名城與國(guó)際資源攜手布局未來(lái)科技人才的又一范本。
以“材料密碼”解鎖前沿研究領(lǐng)域
半導(dǎo)體就像現(xiàn)代科技的“基礎(chǔ)積木”，手機(jī)、電腦、芯片、新能源汽車都離不開它。而新材料，就相當(dāng)于給這堆“積木”換上更厲害的核心零件。“我們希望能對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行改進(jìn)，或者合成新材料，以突破性能的天花板，解鎖光電器件新技能，讓半導(dǎo)體不僅性能‘更能打’，還能跨界干活。”賴敏良說(shuō)。
走進(jìn)半導(dǎo)體基因組實(shí)驗(yàn)室，賴敏良的研究觸角一覽無(wú)余：?jiǎn)尉р}鈦礦的納米制造研究、室溫連續(xù)納米激光器研發(fā)等方向，都緊扣材料創(chuàng)新與器件應(yīng)用。“為避免‘猜盲盒’式合成，我們用AI結(jié)合半導(dǎo)體基因組技術(shù)提速。”賴敏良說(shuō)。在國(guó)外深造期間，他就參與了“材料基因組計(jì)劃”相關(guān)研究。如今，他將自己在海外積累的前沿方法和技術(shù)帶回國(guó)內(nèi)，在獨(dú)墅湖畔繼續(xù)深化這一方向的探索，為我國(guó)新材料領(lǐng)域的科技自立自強(qiáng)提供有力支撐。
半導(dǎo)體基因組并非給半導(dǎo)體做“基因檢測(cè)”，而是像給材料寫一本精準(zhǔn)說(shuō)明書——把半導(dǎo)體的元素組成、分子排列、性能數(shù)據(jù)等核心信息，按規(guī)律整理成“基因序列”。它的核心是“解碼+預(yù)測(cè)”：解碼材料的分子“基因”與性能的關(guān)聯(lián)，預(yù)測(cè)調(diào)整元素后材料的變化。“比如，我們通過(guò)半導(dǎo)體基因組，可以模擬不同元素組合的‘基因序列’，算出哪種排列能讓鈣鈦礦發(fā)電效率最高、納米激光器更穩(wěn)定。這就是半導(dǎo)體基因組研究的意義所在。”
抓住“材料分子設(shè)計(jì)”這個(gè)核心密碼，賴敏良的科研腳步正在延伸到多個(gè)前沿領(lǐng)域，包括能讓光信號(hào)在芯片上高效流轉(zhuǎn)的光學(xué)芯片集成化、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“光速存檔”的芯片光電存儲(chǔ)技術(shù)等。“目前，我們一個(gè)重要切入點(diǎn)就是把光學(xué)器件做到最小。光學(xué)器件越小，越容易集成到芯片中，光信號(hào)的傳輸路徑也會(huì)更短，損耗自然就降低了。”賴敏良解釋說(shuō)，這是實(shí)現(xiàn)光學(xué)芯片實(shí)用化的關(guān)鍵一步。這種微型化探索價(jià)值顯著：同樣尺寸的手機(jī)屏幕有望呈現(xiàn)更高分辨率；同樣體積的芯片能存下更多數(shù)據(jù)，讀寫速度更快；在AI服務(wù)器中，大量微型光學(xué)器件協(xié)同能大幅提升數(shù)據(jù)傳輸效率，推動(dòng)芯片性能全面躍升。
科研+產(chǎn)業(yè)“兩條腿”讓夢(mèng)想落地生根
高校是基礎(chǔ)研究的國(guó)家隊(duì)和主力軍，也是原始創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)和重大科技突破的策源地。在賴敏良看來(lái)，中國(guó)科大多年來(lái)堅(jiān)持從0到1的原創(chuàng)性研究，這份深入骨髓的科研基因是學(xué)者們保持科研定力的核心密碼。“但對(duì)青年學(xué)者來(lái)說(shuō)，讓研究面對(duì)國(guó)家需求、市場(chǎng)痛點(diǎn)，也是科研定力之外更需明確的方向指引。”賴敏良說(shuō)。
科研環(huán)境好、資源投入充分、與產(chǎn)業(yè)界比鄰而居，自2023年1月加盟中國(guó)科大蘇州高研院，賴敏良對(duì)這里的“科研沃土”有了越發(fā)深刻的體會(huì)。這份體會(huì)，源于入職后實(shí)打?qū)嵉闹С郑簩W(xué)校提供了實(shí)驗(yàn)室裝修、實(shí)驗(yàn)設(shè)備入場(chǎng)等“一站式”服務(wù)，徹底免去了他的后顧之憂，使核心課題得以快速啟動(dòng)，成功避開了科研初期常遇的資源銜接難題。更讓他受益的是獨(dú)墅湖畔得天獨(dú)厚的學(xué)術(shù)生態(tài)。這里高校院所林立，學(xué)術(shù)交流氛圍濃厚，他與周邊高校院所的學(xué)者可以近距離展開研討，跨界交流激發(fā)更多研究思路。而重大實(shí)驗(yàn)裝備的快速共享機(jī)制，更讓團(tuán)隊(duì)省去了設(shè)備采購(gòu)的漫長(zhǎng)等待，大大提升了研究效率。
與產(chǎn)業(yè)界“零距離”，是賴敏良看重的另一重優(yōu)勢(shì)。中國(guó)科大蘇州高研院地處獨(dú)墅湖畔，周邊聚集著一批半導(dǎo)體企業(yè)。這兩年，他通過(guò)各種渠道與轄區(qū)部分企業(yè)建立了聯(lián)系。“大家交流碰撞，有助于共同拆解技術(shù)難題，把實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)研究方向與產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)對(duì)接起來(lái)。”賴敏良表示，這種科研與產(chǎn)業(yè)的良性互動(dòng)，也讓青年學(xué)者的成長(zhǎng)路徑更加清晰：在解決實(shí)際問題中錘煉科研能力。
“中國(guó)科大的原創(chuàng)基因，加上園區(qū)的產(chǎn)業(yè)土壤，不僅讓我們對(duì)‘從0到1’有底氣，也讓‘從1到N’的技術(shù)落地在未來(lái)有無(wú)限可能。”站在實(shí)驗(yàn)室的窗邊，賴敏良望著不遠(yuǎn)處的創(chuàng)業(yè)孵化器，對(duì)未來(lái)的科研征程充滿信心——這里，不僅是他個(gè)人的科研新起點(diǎn)，更是青年學(xué)者將才華轉(zhuǎn)化為國(guó)家科技力量的絕佳平臺(tái)。
