成电人物

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【校百人计划】李春:纳米世界的探秘者
​——记校百人计划入选者、光电信息学院李春教授
文:王晓刚 学生记者团 李荻 严娟 来源:党委宣传部 时间:2014-04-23 7369

  “微观物质世界的新发现推动着电子信息器件的深刻变革!”李春教授说,从一维纳米线到二维原子层薄膜材料,非同寻常的微观物质世界所蕴含的新现象和新应用,深深地吸引着他去不断探索。

  李春博士2012年9月“加盟”我校光电信息学院,成为学院最年轻的特聘教授,并入选当年学校百人计划;2013年9月入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。

     在纳米世界里追求卓越

  1999年,当李春考入华中师范大学物理系时,纳米科技正在如火如荼地发展,国内外许多高校纷纷成立了纳米研究中心。2000年初期,以碳纳米管为代表的一维纳米材料悄然兴起。李春在本科阶段就接触到了神奇的纳米材料,对“纳米世界”充满了好奇,撰写本科毕业论文期间就开展了碳纳米管制备与相关物性研究。

  “纳米管虽然很小,但作用很大,纳米研究领域有句名言‘Think Big, Do Small’,我想这与做研究强调‘大处着眼、小处着手’讲的是一个道理。”李春说。2003年,他以优异成绩到武汉大学物理系硕博连读,从此进入了“纳米世界”。

  硕博5年中,他专注当时一维纳米材料研究领域炙手可热的宽禁带半导体氧化锌材料,对氧化锌纳米线阵列的可控生长与电子发射行为进行了系统性研究,在Nanotechnology、JPCC等学术期刊上发表了14篇SCI论文,博士论文被评为湖北省优秀博士论文。

  凭借博士期间累累硕果,2008年李春敲开了日本国家物质材料研究所的大门,加入了在一维无机纳米材料研究领域享有盛誉的板东义雄(Yoshio Bando)教授研究组。“Bando教授在一维纳米材料方面具有较高的国际知名度,而且日本科研硬件设备在当时处于世界领先,这是我选择日本的原因!”李春说,在那里,他开阔了研究视野,熟悉了先进设备,得到了博士后独立开展科研工作的良好训练,“日本的科学研究很精细、很深入,但是在创新与自由学术讨论方面略显逊色,这使我觉得有必要去美国继续提升”。

  2011年,怀揣着对原始创新的渴望和追求卓越的信念,他踏上了美国这片曾经孕育无数创新发现的热土。“在美国大学做博士后研究,不仅要做好自己的研究,还要承担部分指导研究生、本科生的工作。”李春说,“工作虽然很累,但是我非常感激导师对我的这种训练,正是这段宝贵的经历,成为我现在开展研究工作的经验基础。”

进入“二维”纳米领域

  随着研究的不断深入,李春清醒地意识到,一维纳米材料的研究,虽然在填补人们对微观物质世界认知上的空白方面起到了很多作用,但在器件集成与应用领域很难再向前迈进了。而此时,以石墨烯为代表的二维材料悄然兴起,为纳米研究开辟了新的平台。

  于是,在美国做博士后期间,在导师的指导下,李春的目光和研究重心开始转移,从事化合物半导体二维材料的可控制备,“幻想”能人为控制几个纳米厚的高质量二维薄膜的生长,因为“只有理解了其生长机制才能从根本上控制其生长”。

  在研究超薄硫化锗单晶纳米片生长特性的过程中,他意外地发现了“纳米片”和“纳米线”外延的单晶体纳米结构,“在电子显微镜下观察,纳米片和纳米线的结合活像一个‘羊肉串’,让人十分惊诧和兴奋!”深入分析发现,这一偶然现象却是由材料自身的结晶性质和特殊的生长环境所决定的。

  “科学研究的种种‘必然中的偶然’和‘偶然中的必然’或许正是科学研究的魅力所在吧!”李春深有感触地说。李春将这一新发现以《Epitaxial Nanosheet–Nanowire Heterostructures》为题,写成论文发表在《Nano Letter》杂志上,引起了同行的广泛关注,也成为李春从“一维”纳米材料逐步转向“二维”的“分水岭”。

向着梦想破浪前行

  在日本国家物质材料研究所、美国加州大学圣地亚哥分校电子工程系、北卡罗莱纳州立大学材料科学与工程系等机构的博士后及助理研究员经历,有力地夯实了他继续前行的基础,这位80后学术新人在Nano Lett.、ACS Nano、APL、Nanotechnology等国际著名期刊上发表SCI论文近50篇,他引总计达750余次。

  科研无国界,身在大洋彼岸的他,也关注着国内科研的发展。此时,国内在石墨烯研究方面已经有了相当的积累,尤其是成电人已在石墨烯等领域拥有大量国内专利,让他印象深刻。凭借在低维纳米材料制备、电子显微学表征、光探测器件构筑方面的多年研究经验,他顺利加盟电子科技大学,并和他的研究小组投入到为继石墨烯之后的二维材料搭建平台、积蓄力量的工作中来。

  在实验室里,目前,他的最大乐趣就是在新兴的二维材料的生长与光电转换领域能够有新发现、新应用。“今天是科学研究,明天就是工程应用,在这样一个科学发现快速走向工程化应用的时代,只有紧扣时代脉搏,以只争朝夕的精神,才能有所作为!”

  在此过程中,他所经历、感受到的日本式科研的精细、严谨作风,美国式科研的创新、开拓精神,都成为他激励自己和学生的力量源泉。在美国做博士后期间,导师的教诲让他记忆犹新,尤其是导师身上那种孜孜不倦的精神、追求卓越的科研品质深深地感染了他。在沙河校区简朴的办公室里,留下了他早出晚归的身影。 

  他坚持不断凝练方向、走小而精的研究路线,“好钢要用在刀刃上”。他尝试维修废置已久的透射电子显微镜,尽己所能将有限的资源利用好。他积极倡导实验室的进一步开放共享,希望公共科研平台能够助推年轻教师成长。

  “人们都说回国前两年最难熬,”李春说,“我相信尽管困难重重,有领导的支持和同事帮助,通过小组师生的共同拼搏,我们必将能够在新兴的二维光电材料的国际研究前沿做出成电人的贡献,在这个国际舞台上能够有更多、更响亮的成电人的声音。”

编辑:长江  / 审核:长江  / 发布:长江