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1月9日,银川市“第三届创意创新在银川活动”——“厚生记杯”创意创新大赛决赛在银川市民大厅举行,共决出大学生组、社会组和实践组一等奖各1项及其它各类奖项33项。该赛事历时6个多月,征集了来自电子科技大学、同济大学、武汉大学等“双一流”高校、宁夏自治区内外优秀创新创业团队等覆盖全国13个省(市、自治区)的300多个队伍参赛。
经过初赛-复赛-决赛的层层角逐,我校材料与能源学院材料基因与先进电源实验室的闫宗楷博士带领的团队在决赛中表现出色,其“高通量实验装备技术工程化及应用”项目获得本次大赛大学生组唯一一等奖。
回顾材料科学发展史,过去几千年的材料发展,基本都遵循“试错法”的实验思路,也就是通过“假设-实验-改变参数-实验”的顺序迭代过程,不断调整实验假设和参数,最终找到目标材料。上述方法费时费力不具有系统性,且由于多次实验无法严格控制所有实验条件相一致,难免会出现微小实验参数的改变,进而造成实验结果的“错误”。过去采用“试错”方法往往需要10-20年才能实现新材料从研发到应用的全过程,这样的研发效率严重延缓了科技的进步,急需研究思想和方法上的革新。
材料基因工程就是这样一种近年兴起的新思想和新技术,其实质是数据驱动下的新材料研发,即将传统上以“试错”实验为主的构效关系研究转变为基于大数据和人工智能的相关关系建模,降低科学问题的维度和难度,加速新材料研发进程。
多腔室高通量磁控溅射制备系统
单腔室高通量磁控溅射制备系统
高通量实验技术是材料基因组技术的重要组成部分,可以实现对材料数据的高质量快速系统“制造”,其本质是在一块较小的基底上,通过精妙设计,以任意元素为基本单元,组合集成多达 10~108种不同成分、结构、物相等材料样品库,并利用高通量表征方法快速获得材料的成分、结构、性能等信息,以实验通量的大幅提高带来研究效率的根本转变,实现材料搜索的 “多、 快、 好、 省”。
“高通量实验装备技术工程化及应用”项目所在团队依托电子科技大学材料基因工程研究中心和电子薄膜与集成器件国家重点实验室,在国家重点研发计划项目支持下,自主研发了成体系的新型高通量材料制备与表征专用技术与装备,覆盖粉体、块体、薄膜等不同形态的材料高通量制备和电学、热学、光学、电化学等不同性质的材料快速高通量表征。
其中,本次参赛的高通量磁控溅射组合材料芯片制备系统是国内首个基于非共沉积方法的高通量磁控溅射制备技术,实现了目前国际最高的样品密度和成分控制精度。该系统基于薄膜纳米级厚度的可控沉积,拓宽了多层膜扩散热力学工艺窗口,实现了多元材料的均匀混合;基于薄膜大面积均匀沉积、物理掩模高精度控制和腔体局部物理场优化,实现了溅射阴影效应的有效抑制,可实现最多200个/mm2样品的快速制备。其中,采用分立掩模组,可实现最多64×64个不同组成和工艺参数的器件样品制备;采用连续掩模板,可实现最小步长10μm的材料样品制备。
本参赛项目针对当前行业内缺少高通量专用实验装备的“痛点”,通过为相关企业和研究机构提供高通量装备专用解决方案和新材料配方的快速研发外包服务,希望帮助实现相关新材料的快速研发。
据悉,该赛事每年举办一次,本年度共有来自我校材料学院、通信学院等学院的15支队伍参赛,共有2支队伍获得奖项。本次比赛中,我校学子表现出色,项目获得专家好评,展示了我校学子的风采和优秀的创新创业能力。该赛事由中共银川市委、银川市人民政府主办、银川人才工作服务局联合举办。
编辑:杨棋凌 / 审核:王晓刚 / 发布:陈伟