

张晓东:纳米为媒,勇闯创新“无人区”
发布时间:2025-05-13 08:23:33
本报记者 谢丹娜
“科技工作者的价值,不仅在于实验室里的突破,更在于将论文成果应用于产业发展中。”夜色渐深,从北京载誉归来的全国先进工作者张晓东还在实验室的灯光下忙碌着。
张晓东是中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所正高级工程师。16年来,他坚持从国家的需求出发,以纳米为媒,勇闯半导体技术创新“无人区”,开发了具有自主知识产权的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管,研制了具有高发光效率与色彩表现优异的自发光超高分辨率Micro-LED微显示芯片。
与纳米加工平台共同成长
2009年,苏州纳米所纳米加工平台正式对社会开放服务,急需运维工作人员。刚刚研究生毕业的张晓东,一头扎进纳米加工平台的超净实验室,一干就是16年,从一名普通工艺员成长蜕变为平台的科研骨干。
纳米加工平台是科技创新的重要支撑。张晓东亲历了平台成长壮大的每一个瞬间,也在不断的磨砺与日积月累中,练就了扎实过硬的科研本领。他不仅负责平台的电子束金属蒸发、化学机械研磨抛光、磁控溅射薄膜沉积、电感耦合等离子体刻蚀等系列设备的日常运营及管理,还积极开展工艺开发与积累、标准化工艺制定与推广、技术培训与人才培养等工作。
为进一步提升平台服务能力,张晓东根据科研和产业发展需求,在经费和场地等多种限制下,带领团队克服困难,建成了国内首条开放性八英寸氮化镓Micro-LED工艺线,加速了Micro-LED显示芯片国产化的进程,为将纳米加工平台建成国内知名、行业著名的半导体芯片加工与封装多功能公共服务平台做出了重要贡献。
目前,纳米加工平台已建成超净实验室1万余平方米、各类半导体工艺加工设备300余台套,支持硅基传感器、化合物半导体、宽禁带半导体以及生物芯片等领域的创新研发,是中国最具特色的纳米技术公共服务平台。
平台每年支撑数百家高校、科研院所和企业进行科学研究、技术开发和人员培训等,推动相关产业增加产值数十亿元,为新一代信息科技发展输送了大量技术与人才,有力支撑了国家创新体系发展,已成为苏州纳米所在半导体微纳加工领域的名片。
以国家需求为奋斗方向
功率电子器件是电能传输、转换与利用的“核芯”,传统的硅功率电子器件性能已经逼近其理论极限,难以满足未来高频高效、高功率密度的应用需求和新时代下对节能减排、绿色环保的更高要求,也制约了整个功率电子领域的革新。GaN新型电子器件的研发与应用可提升国家核心基础元器件的国产化和自主化,对于加快产业升级,解决高端电子元器件重要问题,促进未来科技发展都具有重要意义。
张晓东从国家对半导体核心基础元器件需求出发,潜心开展氮化镓、氧化镓等宽禁带材料与器件研究,开发出具有自主知识产权的增强型氮化镓高电子迁移率晶体管技术,通过贴片式封装技术进一步降低了寄生参数,使开关频率达到MHz级,实现了器件的高频化和小型化,为其在轻量化、高速电子等领域的应用奠定了基础。
针对AR/VR等新型信息显示系统对显示芯片的实际需求,张晓东团队攻克了高亮度Micro-LED微显示芯片的多项技术难点,研制了具有高亮度、高发光效率与优异色彩表现的超高分辨率Micro-LED微显示芯片,加速了Micro-LED显示核心器件的研发及产业化。
为解决现有超宽禁带氧化镓半导体薄膜与器件存在的突出问题,张晓东团队开发了高质量氧化镓薄膜的异质和同质外延生长技术,制备了性能优异的日盲紫外探测器和功率电子器件,达到国际先进水平。
面向国家重大任务支撑保障的需求,张晓东参与超导转变边沿探测器的版图工艺设计和器件制备等工作,进行了低温超导探测芯片等器件的关键工艺开发,并制备出相关原理样机,攻克了关键半导体元器件“卡脖子”技术。
作为负责人,张晓东主持了国家、省市级10余项科研项目,申请国内外发明专利40余项,发表SCI论文60余篇。
培养更多高技能人才
“创新需要平台的支撑,更离不开人才的培养。”张晓东深知人才培养的重要性,希望培养出更多的劳模工匠。
2011年,苏州工业园区纳米技术人才公共实训基地在纳米加工平台揭牌成立。张晓东主动参与讲授了Micro-LED技术与微显示芯片、超宽禁带半导体材料与器件等课程,培训了一大批急需的纳米技术高技能人才。
身为博士生导师,张晓东十分注重学生开放性学习思维培养,坚持以问题为先导,树立创新内驱力和主观能动性,不断拓展知识的深度和广度。同时,他还鼓励学生树立独立思考与批判性思维,多视角发现问题、多维度分析问题,将创新实践融入实际问题的解决中。
辛勤的付出换来丰硕的收获。张晓东指导的学生先后获得“华为杯”第四届中国研究生创“芯”大赛全国总决赛三等奖、第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛银奖、第十三届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛全国总决赛银奖、第十四届苏州青年精英创业大赛苏州市一等奖等荣誉。
“面对发展新质生产力的时代命题,我将以‘归零’心态,努力突破半导体微纳加工关键核心技术,为抢占纳米科技制高点贡献力量。”展望未来,张晓东充满信心和干劲。