□ 于曉杰

白云山高，珠江水長(zhǎng)。吾校矗立，蔚為國(guó)光。坐落在中國(guó)廣東省廣州市的中山大學(xué)，有著一百多年的辦學(xué)歷史，在一個(gè)多世紀(jì)的歷史沿革中為我國(guó)培育了無(wú)數(shù)的科研人才，而這里便是沈巖科研夢(mèng)想孕育而生的地方。

從事科學(xué)研究最大的樂(lè)趣是什么？在這個(gè)常談常新的問(wèn)題里，青年科學(xué)家沈巖有他獨(dú)特的解讀方式。

在他的眼中，科學(xué)研究一定要有一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的核心目標(biāo)，在努力達(dá)到這一核心目標(biāo)的過(guò)程中，科學(xué)家勢(shì)必會(huì)發(fā)現(xiàn)很多有意思的物理現(xiàn)象，身處其中，開(kāi)拓創(chuàng)新，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)便是最大的樂(lè)趣。他幽默地說(shuō)：“研究人員就像一只老母雞，在去往自己目的地的過(guò)程中，可以在沿途中觀(guān)看到很多風(fēng)景，每產(chǎn)生一個(gè)的科研成果、發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的科研物理現(xiàn)象，就等于下了一個(gè)蛋，以此積少成多，獲得累累科研碩果?！?/p>

“科研的每一步都要擲地有聲?！鄙驇r說(shuō)。在如今日漸浮躁的科研環(huán)境中，摒除一切浮躁及功利心，踏踏實(shí)實(shí)、一步一個(gè)腳印扎根自己所從事的研究領(lǐng)域，為領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，便是他一直在堅(jiān)守的科研信念。在微納結(jié)構(gòu)電子光子與器件研究領(lǐng)域中前行多年，他正是憑著自己扎實(shí)的科研基礎(chǔ)以及永不動(dòng)搖的科研信念，在過(guò)渡金屬及其氧化物的材料制備與晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控，序結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)、制備與光電效應(yīng)，微納結(jié)構(gòu)光電特性原位表征技術(shù)等方面的研究中步步前行，取得了一系列亮眼的成績(jī)。

無(wú)心插“柳”，“柳”成蔭

物理世界變幻莫測(cè)，從一開(kāi)始就令沈巖神往。高考時(shí)，他以?xún)?yōu)異的成績(jī)考入中山大學(xué)材料物理專(zhuān)業(yè)，開(kāi)始在他夢(mèng)寐以求的物理海洋中求索、徜徉。最初，沈巖的夢(mèng)想是希望將來(lái)能在學(xué)生管理以及學(xué)生工作方面有所發(fā)展，但在機(jī)緣巧合之下，他的人生方向逐漸開(kāi)始轉(zhuǎn)變，慢慢步入了研究領(lǐng)域。

大學(xué)二年級(jí)，沈巖在參加競(jìng)選學(xué)生干部的演講時(shí)，遇到了他如今所在團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)人鄧少芝教授。當(dāng)時(shí)，鄧少芝正是演講比賽的評(píng)委，初見(jiàn)沈巖，她對(duì)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S、出色的口才留下了深刻的印象，并建議沈巖大三的時(shí)候可以來(lái)她所在的實(shí)驗(yàn)室體驗(yàn)一下。大三時(shí)期，沈巖抱著試試看的想法走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，原本從未想過(guò)步入科研領(lǐng)域的他，在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之后，慢慢被實(shí)驗(yàn)室的氛圍以及導(dǎo)師的人格魅力所深深吸引，因此下定決心向著學(xué)術(shù)方面發(fā)展。本科畢業(yè)后，沈巖選擇了繼續(xù)留校深造，師從中國(guó)科學(xué)院院士許寧生，開(kāi)展了全新的科研探索。作為沈巖的科研領(lǐng)路人，許寧生淵博的科學(xué)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、低調(diào)的行事風(fēng)格、深邃的科研見(jiàn)解以及大家學(xué)術(shù)風(fēng)范令他印象尤為深刻，在許寧生的引領(lǐng)下，沈巖開(kāi)展了全新的科研探索之旅，并順利獲得了材料物理與化學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位。

孜孜不倦，開(kāi)展科研探索

目前，沈巖的主要研究方向集中在真空自由電子、光子及其光電器件的相關(guān)領(lǐng)域，而這一領(lǐng)域面臨的主要瓶頸就是：如何在保持低能耗的同時(shí)又能產(chǎn)生高功率的真空電子器件。現(xiàn)如今，科學(xué)家在這一領(lǐng)域的研究中普遍采用的是場(chǎng)致電子發(fā)射，使用的是納米冷陰極材料，但矛盾的是，這種材料通常產(chǎn)生不了高功率，如果將其輸出的功率向上提，材料性能很容易失效。

如何解決這一問(wèn)題呢？根據(jù)多年的研究經(jīng)驗(yàn)，沈巖有屬于自己的獨(dú)特見(jiàn)解。他認(rèn)為，解決這一問(wèn)題應(yīng)從兩方面著手：首先從材料的角度來(lái)說(shuō)，發(fā)展性能更高、可靠性更好的新材料來(lái)替代舊材料；其次就是從現(xiàn)有的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的前提下，探討新的激勵(lì)模式，比如光等。

帶著對(duì)這一問(wèn)題的思考，沈巖成功申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“鉬及其氧化物微納結(jié)構(gòu)單晶體的制備方法與物理特性研究”。在這一項(xiàng)目中，他將從材料角度出發(fā)，把發(fā)展一種新型的高熔點(diǎn)金屬微納結(jié)構(gòu)作為目標(biāo)，將目光聚焦在了鉬的各種微納結(jié)構(gòu)單晶體的制備、表征及生長(zhǎng)機(jī)制研究中，試圖從探索這一金屬元素的物理特性為過(guò)渡金屬材料在真空微納電子、光子器件中的應(yīng)用而貢獻(xiàn)力量。

生活中，過(guò)渡金屬并不常見(jiàn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)過(guò)渡金屬都以氧化物或硫化物的形式存在于地殼中，只有金、銀等幾種單質(zhì)可以穩(wěn)定存在。鉬位于第五周期，屬于典型的第二過(guò)渡系金屬。它具有高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)、高電導(dǎo)的特點(diǎn)，同時(shí)還表現(xiàn)出良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性。鉬有兩種最穩(wěn)定、最常見(jiàn)的氧化物，其中，二氧化鉬是一種金屬氧化物，具有良好的電導(dǎo)性；三氧化鉬是一種寬帶隙半導(dǎo)體，具有良好的光致和電致變色特性。以上這些物理特性使鉬及其氧化物的微納結(jié)構(gòu)可能被用作場(chǎng)發(fā)射、超級(jí)電容器、發(fā)光器件、表面等離激元共振、鋰電池、傳感器等微納光、電子特性研究領(lǐng)域的核心材料。

為了滿(mǎn)足微納光、電子材料研究和器件應(yīng)用的需求，現(xiàn)階段的發(fā)展需要制備得到尺寸在0.1μm～100μm的鉬及其氧化物微納結(jié)構(gòu)單晶體，并使材料獲得高熔點(diǎn)、高電導(dǎo)、高熱導(dǎo)、強(qiáng)可加工性和突出的化學(xué)、熱穩(wěn)定性。目前相關(guān)研究的瓶頸在于：缺乏一種可以獲得高品質(zhì)、高性能微納結(jié)構(gòu)單晶體的可控制備技術(shù)，以及缺乏對(duì)材料外觀(guān)形貌、結(jié)晶質(zhì)量、生長(zhǎng)取向以及體積尺寸的有效調(diào)控手段。而想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備提出了更高的要求。

最初來(lái)到實(shí)驗(yàn)室時(shí)，沈巖就接觸到了整個(gè)實(shí)驗(yàn)室最古老的設(shè)備——一臺(tái)20世紀(jì)60年代的光學(xué)鍍膜儀。當(dāng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)科研人員對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行改造，從那時(shí)開(kāi)始，沈巖及其科研伙伴們就逐漸養(yǎng)成了根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備創(chuàng)新改造的能力，最終成功設(shè)計(jì)并制造了一臺(tái)適用于單晶鉬微納結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)的高真空熱蒸發(fā)系統(tǒng)。此外，還發(fā)展了如光電共驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射的原位表征裝置等多個(gè)研究平臺(tái)。利用自己設(shè)計(jì)的設(shè)備，沈巖已在國(guó)際上首次制備出了毫米級(jí)的單晶鉬結(jié)構(gòu)，這對(duì)真空微納光子電子器件的發(fā)展有著特殊的意義。所報(bào)道的高質(zhì)量新型微納結(jié)構(gòu)，被國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究組多次作為代表性材料正面引用。

在自身不斷地努力下，沈巖取得了豐碩的研究成果，在各類(lèi)SCI期刊上發(fā)表論文數(shù)十篇，包括以第一作者發(fā)表的中國(guó)科學(xué)院JCR-SCI大類(lèi)一區(qū)的TOP期刊數(shù)篇。相關(guān)成果豐富了該領(lǐng)域?qū)Ω呷埸c(diǎn)金屬納米結(jié)構(gòu)及光電特性的認(rèn)知，獲國(guó)內(nèi)外同行普遍認(rèn)可，曾獲邀國(guó)內(nèi)核心會(huì)議做邀請(qǐng)報(bào)告，國(guó)際會(huì)議多次做口頭報(bào)告，并獲國(guó)際會(huì)議論文最佳張貼海報(bào)獎(jiǎng)。此外，其作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人主持項(xiàng)目若干項(xiàng)，作為學(xué)術(shù)骨干參與項(xiàng)目多項(xiàng)，含國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目4項(xiàng)，總立項(xiàng)金額超過(guò)3000萬(wàn)元。

團(tuán)隊(duì)共行，創(chuàng)新開(kāi)拓不息

作為一名青年研究者，除了自身要具備對(duì)于科學(xué)研究發(fā)自?xún)?nèi)心的熱愛(ài)以及科研創(chuàng)新的能力外，團(tuán)隊(duì)的引領(lǐng)與支撐也起著至關(guān)重要的作用。這一點(diǎn)，沈巖體味尤深。在他的眼中，“對(duì)待科學(xué)研究時(shí)刻保有極大的熱忱，從事研究工作低調(diào)、務(wù)實(shí)、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)”是科研團(tuán)隊(duì)多年來(lái)所承襲下來(lái)的傳統(tǒng)，而團(tuán)隊(duì)成員對(duì)于科研的堅(jiān)持與篤定也給予了他潛移默化的影響并賦予了他不斷科研開(kāi)拓的決心與動(dòng)力。

對(duì)于今后的研究之路，沈巖也有屬于自己的規(guī)劃。在國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目支撐下，他希望能夠真正制備出高質(zhì)量的單晶鉬微納結(jié)構(gòu)，在這一基礎(chǔ)之上，獲得大尺寸、高品質(zhì)、高性能的鉬及其氧化物微納結(jié)構(gòu)的單晶體，為微納光電子學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展提供材料與制備技術(shù)儲(chǔ)備。除此之外，他還將探索在光電耦合作用下的真空電子發(fā)射的物理模型和物理規(guī)律，在自己所在的領(lǐng)域中取得更多突破。

科研無(wú)涯，人不能窮盡所有問(wèn)題，但可以在不懈求索中找到人生的樂(lè)趣，實(shí)現(xiàn)生命的價(jià)值?？蒲新仿窈蟮奶魬?zhàn)還有更多，作為一名熱忱、包容、務(wù)實(shí)的科研工作者，沈巖早已迫不及待深入這茫茫科研之海。