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仇旻:一片“冰”心在微纳

来源:科技日报 作者:江 耘 洪恒飞 2019-01-21 10:45:15

过去的一年,仇旻不断收获好消息。去年4月16日,他被聘为西湖大学副校长;而后,前段时间,他的团队在《纳米快报(Nano Letters)》杂志上发表了用冰刻技术进行微纳加工的技术论文。

从浙江大学现代光学仪器国家重点实验室主任到西湖大学副校长,身份的转变并没有让他放下科研工作。在繁忙的管理工作之外,他总会抽空联系研究团队。团队成员说,“实验进度”是他每次都会问起的事。

“我们用了6年时间研发这项冰刻技术,但只是开了个头,未来还有很多问题等着我们去解答。”仇旻说。

曾是浙江大学最年轻的博士之一

16岁考入浙江大学物理系,23岁获得该校凝聚态物理博士学位,随即成为浙江大学当时最年轻的博士之一……

每每翻开仇旻的履历,很多人都惊呼其是“天才?#34180;?#38754;对科技日报记者,他说:“很多人都觉得我是少年班的,其实我只是读书早而?#36873;?#20116;岁读小学,加上当时小学只读五年,所以较早进入大学,并不是所谓的天才。”

年少成才的仇旻,不仅学识出众,在心智方面也比同龄人成熟,很早就确立了当科学?#19994;?#24535;向。“?#19994;?#26102;想,要当科学家就得学数理化这类课程,所以我考大学时就选择了物理专业。”仇旻说。

在取得浙江大学凝聚态物理博士学位后,24岁的仇旻远赴瑞典皇家工学院继续深造,同年被聘为该校微电子及应用物理系助理教授。

同时受过中国和瑞典的高等教育,仇旻对自主独立的教育模式比较推崇。这种理念其实早在他中学时代就已经建立。仇旻认为,国内的基础教育对学生限制比较多,而国外的基础教育更鼓励学生独立思考。

在瑞典,仇旻带领团队取得了一系列与微纳光子学有关的科研成果,比如设计了世界上最小的光子晶体谐振腔。期间,他?#20849;?#19982;创建了一家光通信企业,将科研成果转化为产品。

最遗憾成果非完全自主研发

2010年,35岁的仇旻离开瑞典,回国走上了浙江大学的讲台,在母校继续他的微纳光子征程。这次,仇旻要带领团队突破三维结构的微纳加工技术。

目前,电子束曝光(EBL)是微纳加工中的关键工艺之一,它也被简称为“电子束光刻?#34180;?#23436;成这项工艺,需要一?#32622;?#20026;光刻胶的聚合物。这种材料经过电子束扫描后,性质会发生改变,再经过化学试剂清洗,光刻胶便能“?#26434;啊?#20986;特定?#21450;福?#20026;下一步微纳加工“画”出模板。

但是光刻胶很难被清洗掉,如有残留会影响器件性能;用化学试剂对其进行清洗,还可能会破坏器件本身。这无疑给三维结构的微纳加工增加了?#35759;取?/p>

在零下130摄氏度的真空中,水蒸气有可能凝华成一层超级光滑的薄冰。仇旻团队和丹麦科学家合作,利用这种特殊的冰代替传统电子束曝光中的光刻?#28023;?#23581;试基于“冰胶”的三维微纳加工。经过6年的埋头研发,仇旻团队通过对扫描电镜的改造,最终研发出一台全新的集制冷组件、注水组件、支撑组件、测温组件于一身的冰刻微纳加工仪器。

借助这台仪器,仇旻团队成功制造出金字塔、蘑菇、桥等三维造型,并使作品的分辨率达20纳米,定位精度达到100纳米以下。

这一冰刻技术具有免匀胶、易剥离的特性,无须再使用化学试剂进行清?#30784;?#21516;时,冰刻技术的三维加工能力可被拓展到非平面衬底或易损柔性材料,为基于量子点、纳米管、石墨烯、光?#35828;?#26448;料的新型光电子器件提供更多研制可能。

不过,最令仇旻感到遗憾的是,这套系统并非完全自主研发,而是基于德国仪器进行改装的。“我们深切地感受到,最尖端的科研设备还是掌握在别人手上:电子束曝光设备是德国的,光刻技术掌握在荷兰人手中,中国的微纳加工设备研制还有很长的路要走。”虽然看到差距,但仇旻并不悲观,因为他看到了国内对科研的重视,以及科研环境和氛围的不断改变。

仇旻相信,几年后一定会有一批科研工作者,在生命科学、智能技术、纳米能源、资源环境等领域取得令人瞩目的成绩。“未来十年,取得突破的领域还将会更多,我们绝对有信心。”仇旻说。

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