一朝為科研 難得半日閑

文/劉榮 張宇

一朝為科研 難得半日閑

文/劉榮 張宇

他是師生口中津津樂道的好老師；他是廈門大學物理系有名的教授；他在廈門光通信產業(yè)發(fā)展歷程中，占據(jù)著舉足輕重的地位；他是陳朝，一位在科研戰(zhàn)線上忙碌幾十年的教育和科研工作者

陳朝，福州市人，1943年出生于福建省永安市，主要研究方向為半導光電體材料、器件和應用，涉及信息光電子學、半導體照明和光伏發(fā)電等領域。陳朝畢業(yè)于廈門大學物理系，學習了“無線電電子學”和“半導體物理與半導體器件物理”兩個專業(yè)；1965年，在導師的建議下，年輕好學的陳朝繼而選擇了半導體光電研究方向，這為他后來的發(fā)展起到了非常重要的作用。

陳朝讓人印象深刻的成果完成于1992年～1993年間，那時他作為高級訪問學者，被國家教委公派到加拿大多倫多大學和白俄羅斯大學工作，負責由國家科委下達的、與白俄羅斯科學院電子研究所合作的“用于光纖通信的III——V族多層材料和光電器件的研制”國際合作項目，并設計了InP基單片集成PIN——FET多層材料，在同一片材料上成功研制出性能良好的PIN光電探測器和MISFET放大器。

在此過程中，陳朝研制出了高速、低暗電流、高響應度的InGaAs/InP PIN光電探測器芯片，集成了異質結分離、開管擴散、氧化鋁抗反射膜等新技術。“這個芯片已經進行了TO——46及帶尾纖的單管和PIN——TIA結構光電放大器組件封裝測試，傳輸速率為655Mbps～2.5bps，現(xiàn)已獲得‘InGaAs/InP PIN光電探測器及其制造工藝’發(fā)明專利。”陳朝說。2003年3月，由科技部和福建省科技廳組織的驗收鑒定認為該工藝達到國際先進水平；2005年，該工藝獲省市發(fā)改委80萬元經費支持，在校辦企業(yè)進行了產業(yè)化。

繼芯片之后，陳朝又利用正性光刻剝離工藝，在國內首次研制成功新型多動能光控HEMT器件。他說：“該器件可用于光電集成電路，能夠探測高頻光纖信號并將其放大，是一件具有源頭創(chuàng)新特點的產品。”借助國內合作的機會，陳朝完成了材料結構設計、生長和測量、版圖設計制備、器件工藝、TO和雙列直插型封裝、靜態(tài)和光敏特性測量等工作，并提出能較好描述該器件光敏、放大和微波特性的物理模型，對半導體光電材料和器件的發(fā)展起了良好的推動作用。

多晶硅的提純一直是我國光伏產業(yè)發(fā)展面臨的難題，陳朝憑借自己的專業(yè)知識，解決了這一難題。據(jù)悉，在進行“低成本多晶硅提純及太陽能電池的研發(fā)與產業(yè)化”研究中，他采用精細的綜合冶金物理方法，將工業(yè)硅的冶煉和提純緊密結合，充分利用工業(yè)硅冶煉工程的余熱，直接將2N的工業(yè)硅提純到6N以上的太陽能級多晶硅；將5N多晶硅定向凝固、劃片后經表面氯氧化和吸雜處理改性后，研制出光電轉換效率超過11％的太陽能電池。這兩項技術突破了長期制約我國光伏產業(yè)發(fā)展的瓶頸，產生了良好的經濟效益和社會效益。

陳朝在半導體光電材料和器件領域的成就，遠不止上面羅列的這些。他所負責的“863”計劃和國家自然科學基金“激光誘導下的GaN P-型摻雜和P-型歐姆接觸”項目，達到GaN空穴濃度超過5x1018cm-3以及GaN的P-型歐姆接觸比接觸電阻低2.5x10-4Ωcm2的良好效果，并獲得兩項發(fā)明專利。該項目屬國際首創(chuàng)，處于國內最好的水平。陳朝說，目前該方法已經用于GaN藍色和白光LED芯片的制備，不僅提高發(fā)光效率和器件的可靠性，還降低工作電壓和熱阻并延長了器件的工作壽命，經濟效益良好。

陳朝展示激光誘導多晶硅片提純技術

陳朝講解自制諧振型微波光電導少子壽命檢測儀

此外，受廈門三優(yōu)公司委托，陳朝研制的在650mm波長光照下，光響應度達0.4A/W的硅光電探測器，獲得實用新型專利并申請了國家發(fā)明專利；在與深圳納諾材料研究所的合作中，陳朝較系統(tǒng)地探索了類金剛石薄膜的摻雜和半導體光電性質，首次成功研制出類金剛石薄膜MSM結構的紫光和紫光電探測器，且自主設計和委托加工、封裝研發(fā)了用于CD機上的單片集成光電探測放大器，填補了國內空白。

自投身科研以來，陳朝的日程被安排得滿滿當當，要找出一點空閑著實不容易。他放棄了清閑的日子，用幾十年的辛勞耕耘換來了碩果等身，不僅在半導體光電材料和器件領域取得成績，在光纖通信和有線電視領域也同樣成就卓越。

1999年12月，由陳朝負責的“10Mbps、100Mbps光線收發(fā)器”項目，順利通過福建省科技廳組織的成果鑒定，專家意見一致認為：“本成果在協(xié)議芯片的功能開發(fā)、防止高頻信號相互耦合和實現(xiàn)光電接口等方面的設計上，具有創(chuàng)新性和先進性，項目技術已達國際同類產品先進水平，性價比優(yōu)于國際同類產品，有較強的市場競爭力。”同時，該項目還榮獲廈門市2000年科技進步三等獎、福建省2001年科技進步獎二等獎以及2項發(fā)明專利、2項實用新型專利和第十四屆全國發(fā)明展覽會銀獎。

陳朝說，由于自己一直從事半導體光電器件的研究，所以進入光通信領域對他來說是很自然的事情，而他在光通信領域為人所稱道的，是他在科研成果轉化方面的貢獻。據(jù)悉由他負責開發(fā)的“10Mbps、100Mbps光纖收發(fā)器”、“三端口高性價比普及型有線電視光接收機”和“用于有線電視網絡的雙向工作站”等成果現(xiàn)已全部轉讓給企業(yè)進行批量生產，取得了良好的經濟效益。

為了實現(xiàn)高速、寬帶、低成本的全光網絡通信，突破最后一公里瓶頸，真正實現(xiàn)光纖到戶(FTTH)，近年來他致力于塑料光纖通信的新領域研發(fā)。他說：“我們采用850nm波長成功實現(xiàn)了點對點通信以及1310nm主干網和850nm局域網的互連，正在努力研發(fā)650nm單片集成塑料光纖收發(fā)器芯片。這樣不久將有可能實現(xiàn)20Mpbs高速寬帶低成本上網。”此外，陳朝不僅在國內首次研制出用于密集波分復用的石英小球衛(wèi)星諧振腔光纖分叉器，并且還對其工作原理和制備方法進行了有效探索，為我國微腔光纖通信事業(yè)的發(fā)展奠定了堅實基礎。

忙碌的人們總是希望能夠“偷得浮生半日閑”，但這對陳朝來說卻有點遙不可及，“忙”似乎已經成了他的常態(tài)。承擔14項國家及省部級科研項目、發(fā)表200余篇專業(yè)論文、5年內申請12項專利、完成5項成果轉化……這些紙張承載不完的成果就是忙碌的工作給陳朝最好的回報。我們相信，盡管忙碌，可熱愛科研的陳朝一定樂在其中。

陳朝，廈門大學物理與機電工程學院、能源研究院教授，廈門大學凝聚態(tài)物理、微電子與固體電子學、光伏工程專業(yè)博士生導師，2003年10月退休并原職返聘至今，兼任廈門市老科技工作者協(xié)會光電委員會主任、全國冶金法多晶硅產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟學術委員會副主任、福建省和廈門市政府科技顧問、廈門大學留學生同學會常務理事；主持和負責過國家自然科學基金項目、國家教委重點項目、國家科委國際合作項目、福建省科委國際合作項目、福建省自然科學基金項目等多項科研任務。