中国产学研合作促进会

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坚守创新初心,践行育人使命——记湖北大学材料科学与工程学院何云斌教授

发布时间:2022年7月27日 来源:中国科技产业

智慧之光-何云斌.jpg

他留学欧美十余年,不忘初心牢记使命,放弃国外优厚待遇发展潜心科研创新、精心教书育人他就是湖北大学二级教授、材料与科学工程学院博士生导师,湖北省先进光电转换与光电催化材料国际科技合作基地主任——何云斌。自2009归国以来,何云斌教授便坚守一线从事科研与教学工作,谦逊为人、谨慎行事、兢兢业业工作对科研创新的执着追求和对教书育人的无限热爱,深深影响着身边的湖大学子。

何云斌199910月赴德国李比希-吉森大学深造,20036月以最优等成绩(summa cum laude)取得博士学位,之后分别在德国吉森大学、德国马普学会金属研究所、美国杜兰大学从事博士后研究,获得了严谨扎实的科研历练2009他受聘湖北省楚天学者特聘教授加盟母校湖北大学并组建新型光电功能材料与器件课题组,带领团队围绕国家重大战略需求和国民经济发展卡脖子关键技术进行攻关。何云斌教授主要在氧化物宽禁带半导体薄膜及紫外光电和功率电子器件、铁电压电材料与储能传感器件、低维钙钛矿材料与新型光电器件等领域/方向开展研究。至今作为负责人主持国家重点研发计划课题国家自然科学基金面上项目,教育部、湖北省、武汉市重点重大项目,校企合作项目等20余项研究;在Nature Materials, Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., Mater. Sci. Eng. R等国内外重要期刊发表学术论文240余篇,其中以第一和(共同通讯作者发表SCI收录论文逾200篇,被引用5000申请国内外专利60余项,获授权近50项,其中美国、澳洲国际发明专利2项、中国发明专利37项;兼任Nat. Commun., Adv. Mater.,30余种国际期刊常约审稿人,国家科技奖、国家人才计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金函评专家带领团队入选湖北省创新研究群体、湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队,团队成员多人入选湖北省楚天学子、湖北省杰青,自己入选教育部新世纪优秀人才、湖北省楚天学者、引进海外高层次人才百人计划等多个人才计划和工程,获得中国产学研合作创新奖和湖北省青年科技奖

瞄准国家战略需求及国民经济发展卡脖子技术,推动产学研合作创新

第三代宽禁带半导体(氮化镓、碳化硅、氧化锌、氧化镓、金刚石、氮化铝等)材料及器件技术在国家军事国防和国民经济主战场诸多领域都有广泛的应用和市场,是当前世界各国在半导体领域的竞争焦点之一。大力发展第三代宽禁带半导体材料及器件技术对于我国避免出现新的及有效回避因第一和第二代半导体技术发展不足带来的卡脖子芯片技术问题至关重要。

何云斌带领团队针对氧化物宽禁带半导体材料在信息与光电器件应用的关键共性科学问题——电子能带与缺陷掺杂调控——开展系统攻关。针对氧化锌实现光电器件应用面临的带隙有效调控及稳定p型导电两个关键问题,何云斌团队率先提出阴阳离子复合取代精细调控氧化锌电子能带结构新思路,利用两种离子的协同补偿增强效应实现了氧化物合金能带的自由调控和带隙大范围的裁剪,同时利用合金更高的价带顶(以降低受主杂质电离能)和导带底(以抑制本征施主自补偿)特性,突破了氧化锌稳定p型掺杂瓶颈。进一步设计并制备了具有良好整流特性的氧化锌准同质p-n结,开发了高性能、高稳定性的自驱动紫外光探测器。针对氧化锡稳定p型掺杂技术难题,何云斌团队提出制备镁掺杂二氧化锡外延薄膜 + 在富氧及合适温度条件下退火处理二步法掺杂新工艺,突破了氧化锡稳定p型掺杂技术瓶颈。进一步研制了整流特性良好的氧化锡同质p-n结和快速、稳定的自驱动紫外光探测器。针对氧化镓薄膜中普遍存在的氧空位缺陷及其持续光电导效应,何云斌团队提出引入等价过渡金属氧化物合金化氧化镓新方案,利用掺杂氧化物更大的带隙和掺杂金属离子与氧离子之间更强的键合作用获得了新型超宽带隙、低氧空位缺陷的氧化镓基半导体材料,同时利用掺杂导致非晶化效应引入有效复合中心,开发出了暗电流极低、响应速度极快、响应度超高的氧化镓基完全日盲紫外光探测技术,器件综合性能显著优于目前商用及文献报道的同类器件。

何云斌团队首创的有关氧化锌、氧化锡、氧化镓基新型宽禁带半导体合金材料、稳定p型掺杂技术及紫外光探测器技术,已获授权国际发明专利2项、中国发明专利26项,另申请中国发明专利5项。团队通过与光电探测领域龙头企业——武汉高德红外全资子公司高德智感、高德技术、高芯科技公司,以及工业微电源领域领军企业——广州金升阳科技有限公司——深度合作,联合攻关紫外光探测芯片和电力电子芯片及器件系统,大力推动相关技术转化和产业化应用。目前团队已开发出多种结构、多种用途的氧化镓基日盲紫外光探测器件,在2020智慧之光湖北专家创新创业成果转化对接活动中(见插图),受到与会领导嘉宾的热切关注,受邀录制视,在全省范围进行推介。日盲紫外光探测器因能避开太阳光干扰而具有超高灵敏度和信噪比,可满足国家在导弹预警与反导、紫外保密通讯等国防安全领域的重大战略需求。何云斌团队联合企业开发的紫外光探测芯片和电力电子芯片技术属卡脖子技术,其器件系统在生物成像、火灾监测、智能电网、新一代移动通信、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等国民经济主战场具有广阔应用前景和巨大市场。因与企业间广泛的产学研合作创新实践和取得的丰富成果,何云斌教授荣获了2021年中国产学研合作创新奖。

 

搭建国际合作创新平台,为企业培养具有国际视野的高素质科技人才。

何云斌先后在德国攻读博士学位、在德国和美国从事博士后(1999.10-2008.12),以及在德国从事高级访问研究(2013.02-2014.12),留学欧美11余年,这些丰富的留学经历不仅为其日后独立开展科研奠定了坚实的研究基础,也培养了其强烈的国际视野,为其建立起了与欧美多个相关领域顶尖团队良好的合作关系。何云斌20091月回国后牵头组建的科研团队中现有教授4名、副教授3,博士后、硕博士研究生近80人,7名教师100%具有国外留学访问经历,其中3位在德国、日本取得博士学位、4位在国外留学工作超过6年。何云斌带领团队依托湖北大学材料科学与工程学院创建了湖北省先进光电转换与光电催化材料国际科技合作基地,同时为能源捕获和环境传感绿色技术国家111计划学科创新引智基地提供重要支撑。何云斌负责的湖北省国合基地主要在光电子薄膜与纳米材料的制备,及其在光电转换与探测、光电催化应用等方面与相关领域国际知名团队展开科技创新合作与人才联合培养。基地长期合作外方包括德国、英国、奥地利、瑞典、韩国、日本、俄罗斯等多个国家、10家单位的研究人员,其中包括欧洲、德国、奥地利科学院院士、韩国科学院院士、国家特聘专家、湖北省楚天学者讲座教授等一批杰出专家。通过基地平台,何云斌教授一方面定期邀请国外专家来校访问讲学,为学生带来国际科技前沿信息,另一方面选送年轻教师和研究生赴国外访问交流,直接感受学习国外先进科学技术,同时组织举办或带队参加各种国际学术会议,这样既丰富了年轻教师和研究生的国外研究经历,也增强了他们的国际视野。何云斌团队每年培养毕业博士、硕士20-25名,这些具有国际视野、实践创新能力强的学生主要在长江存储、武汉新芯、华光电、天马微电子、高德红外等武汉半导体和光电行业龙头骨干企业就业,普遍受到用人单位热烈欢迎和好评,迅速成长为企业技术研发的中坚力量,为企业持续发展及地方经济建设做出积极贡献。