浙大 90 後海歸博導:兼具美麗與智慧,打造節能環保利器

03-06

許多人因"90 後女博導 "而註意到她。可她說:"對科研的熱愛無關性別和年齡。" 她是楊樹,第十二批國傢 " 青年千人計劃 " 入選者,浙江大學電氣工程學院 " 百人計劃 " 研究員,博士生導師

2016 年 8 月,年僅 26 歲的楊樹加盟浙江大學電氣工程學院,是當時比較年輕的 " 青年千人計劃 " 入選者。

16 歲考入復旦大學,24 歲獲香港科技大學電子計算機工程博士學位,曾任香港科技大學客座助理教授,在英國劍橋大學從事博士後研究。近 5 年來,她在電力電子器件領域國際權威期刊和頂級會議等發表論文60 餘篇

專註於寬禁帶半導體電力電子器件研究

楊樹所在團隊從事的是寬禁帶半導體電力電子器件的設計、微納制造及可靠性研究。電力電子技術目前管理和控制著超過 50% 的電能,廣泛存在於我們日常生活的各個方面,小至手機充電器,大到電網、高鐵等等。

" 就像集成電路中的晶體管控制著信號的傳輸和處理一樣,電力電子器件其實是控制著能量的傳輸和轉換,它是各種電力裝置的心臟。" 楊樹強調。

電能的 " 發、輸、變、配、用 " 各個環節都需要電力電子技術實現電壓等級或直流 / 交流模式的轉換。電力電子技術的核心是基於半導體材料的電力電子器件。開發高效、可靠的半導體電力電子器件對於提高能源使用效率和節能減排意義重大,這也是目前團隊的攻堅任務。

在國際上,以碳化矽和氮化鎵為代表的第三代半導體電力電子器件如今正展現出前所未有的市場潛力和廣闊的應用前景。一片幾毫米見方的芯片,能夠阻斷數千伏的高壓和導通幾十安培的電流。與傳統的半導體材料矽相比,碳化矽和氮化鎵具有更大禁帶寬度、更高臨界擊穿場強和更高電子飽和漂移速率,可將器件性能提高幾十甚至上百倍,大幅降低功耗、提升效率和工作頻率,有助於實現高能效、高功率密度的功率轉換系統,在智能電網、軌道交通、新能源汽車、數據中心、消費電子等領域都有著廣泛的應用前景。

國內在碳化矽和氮化鎵電力電子器件方面的研究工作起步較晚,目前與美國、日本等國傢相比仍存在一定差距,一些尖端技術被國外公司壟斷,受制於人,學界和產業界都亟需打造具有國傢自主知識產權的半導體電力電子器件。

" 近年來我國電力電子器件的科學研究和產業發展在國際上產生瞭越來越重要的影響力。" 楊樹說。目前,她和團隊在氮化鎵和碳化矽電力電子器件方向開展瞭一系列工作。

做自己喜歡的事

楊樹說,在香港科技大學和劍橋大學的科研訓練,讓她對電力電子器件的物理機制和性能優化充滿瞭興趣,找到瞭自己喜歡的方向,也幫助她提高瞭在該領域的科研水平。

楊樹和團隊目前所研究的基於同質外延技術的新型垂直結構氮化鎵器件,能夠有效拓展器件耐壓和功率等級,實現更低的導通和開關損耗,克服傳統結構面臨的動態性能退化問題。

在浙江大學玉泉校區的電力電子器件實驗室,楊樹向記者展示瞭氮化鎵和碳化矽器件樣品。從外延片開始,經過光刻、離子註入、薄膜沉積、刻蝕、金屬化等一系列微納加工工藝之後,可以制造出耐壓幾千伏、具備極低導通電阻和快速開關能力的器件,在消費電子、數據中心、新能源汽車等領域有著廣闊的應用前景。

" 雖然工作面臨很大的壓力,在有些人看來這份工作或許有些單調和辛苦,但當棘手的難題被解決,看到實驗室一點一滴的積累,看到學生逐漸成長進步,內心會感到快樂和充實。相信很多科研工作者都有類似的感受。" 楊樹說。

且行且珍惜

博士期間,她遇見瞭自己在浙江大學的伯樂——教育部長江學者、浙江大學電氣工程學院院長盛況教授。

" 認識楊樹的時候,她還沒有畢業。" 盛況教授說,早在她畢業之前,在本領域的學術會議上,他就向楊樹介紹過國內本領域以及浙江大學實驗平臺的情況。

" 我曾經在國外學習工作 14 年,對年輕人回國的想法和訴求十分瞭解。" 盛況教授希望,在國傢科技快速發展的當下,能用自己從海外回到浙江大學的經歷打動海外學者,為浙江大學的學科發展和電氣工程領域的技術進步註入新鮮血液

據瞭解,氮化鎵和碳化矽的許多相關實驗,都需要在超凈間中完成。位於蘇州的浙江大學蘇州工業技術研究院電力電子器件實驗室,為芯片制備提供瞭良好的實驗條件。如果沒有這些實驗平臺,很多研究就無法開展。

浙江大學電氣工程學科是國內成立較早、實力和規模都比較領先的學科。楊樹很感激學校和學院的實驗平臺,以及很多老師和前輩的指引和幫助。她說," 我有幸能夠加入這樣一個優秀的集體,從事自己喜歡的工作。未來的路還很長,我們很珍惜已有的平臺,會努力一步一個腳印踏實走下去,也希望在這個過程中能夠為本學科的發展貢獻綿薄之力。"

內容整合自《光明日報》(《對科研的熱愛無關性別和年齡——記浙江大學電氣工程學院 " 百人計劃 " 研究員、博士生導師楊樹》作者:通訊員周亦穎|記者嚴紅楓)

圖片來源:央視記者 魏幫軍丨央視新聞客戶端

視頻來源:央視網

今日編輯:李詩韻

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