胡志高：材料物理科研綻光輝

本刊記者 王 涵

“生活的支點在哪里？”這是當下許多年輕人困惑的問題，而胡志高立志把攀登科研高峰確定為生活的支點，多年過去了，他以自己的執著、堅守、努力與奮斗實踐著自己對科學事業的堅持、對人生的崇高追求，并將繼續鍥而不舍地鉆研、默默無聞地奉獻，來完成他絢麗的人生答卷。

解讀材料密碼 搶占學科前沿

2004年3月，胡志高在中國科學院上海技術物理研究所獲理學博士學位，師從褚君浩院士。博士畢業后，胡志高又遠赴美國佐治亞州州立大學和德國海德堡大學從事博士后研究工作。

名師的指導、名校的恩澤使胡志高的學術水平日益精進，近年來最讓胡志高引以為豪的科研項目，莫過于他對寬禁帶鐵電材料光電特性的深入研究。

隨著微電子和光電子技術的不斷飛速發展，以Si和GaAs為代表的半導體技術、工藝以及器件設計和制備日趨成熟。由于半導體芯片制造越來越趨于微型化以及隨著光刻技術的進一步發展，深紫外光源將是制約這一關鍵技術的主要瓶頸之一。然而由于Si和GaAs材料的禁帶寬度在近紅外區，使得實現紫外發光和探測極為困難。當前研究最為熱門的氮化物和氧化物半導體材料具有較寬的能量帶隙，處于可見紫外區，使得它們在新一代微電子技術領域具有廣泛的應用前景。然而，生長和制備基于它們的光電子器件的成熟技術仍然存在許多問題，還需要進一步更深入的研究。另一方面，電荷/自旋極化材料，諸如鐵電、多鐵以及磁性氧化物半導體材料屬于新型光電子功能材料，它們的光學性質和電子結構同樣也是材料學科的一個重要研究分支。與氮化物半導體材料相比，鐵電、鐵磁氧化物材料不僅同樣具有較寬的光學帶隙，而且由于具有良好的鐵電、壓電、熱釋電、高介電常數以及鐵磁性能(摻雜少量的稀磁元素)被廣泛應用于非揮發性存儲器、傳感器、光電開關、光波導、微波通訊器件和室溫紅外探測器等光電子器件領域。

鐵電材料具有較寬的光學帶隙以及電荷/自旋極化等顯著特點。作為新型的下一代光電子信息功能材料，它們能夠應用在超大容量存儲器、微波通訊、短波激光器、紅外探測以及自旋器件等與國民經濟息息相關的各個領域。它的這些重要應用都需要我們對它們的結構設計、制備和光電乃至磁學特性本質有著十分清楚的認識。

胡志高表示，通過對這些氧化物極化材料做一些適當的摻雜改性，我們也可以改變這些極化材料電子能帶的填充狀態，從而實現對自由電荷及其自旋的調控和操縱。另外，對這些寬禁帶極化材料及其低維結構的設計是一個重要的科學問題。考慮到目前的微電子和光電子功能器件的微型化、高速工作、集成度高以及超大容量存儲等特點，這樣從應用上對寬禁帶極化材料的物理特性和結構調控將有著更進一步的需求。這一目標也可以通過發展新型鐵電、多鐵性氧化物和對材料結構的設計以及調控來加以實現。

潛心致力研究 登上科學高峰

科研如打仗，誰先占領了高地，誰就贏得了主動權！近年來，胡志高主持了包括國家重大科學研究計劃子課題、國家自然科學基金、上海市科委基礎研究重大、重點項目以及上海市教委重點項目等多項科研課題。這些科研成果開拓了凝聚態光電子材料及物理的研究新領域，推動了鐵電鐵磁氧化物材料基信息光電功能器件的研制和開發，為國家、社會和經濟的發展提供了有力的支撐和保障。

在國家重大科學研究計劃子課題(鐵電和碳基微納結構中光電耦合和光誘導集體激發的調控)的支持下，胡志高和合作者系統性研究了鈣鈦礦結構鐵電單晶和薄膜材料的光電耦合性能。特別地，他們建立了通過變溫透射光譜來判定鐵電單晶相結構的新方法；建立了它們的鐵電-順電相變點和二級相變結構對摻雜組分/有序度的依賴規律。更進一步，發展了通過拉曼光譜來揭示鐵電材料體系中的精細結構相變的有效技術。

在上海市科委基礎研究重點項目(新型寬禁帶極化材料及其低維結構的設計制備與光電子特性)的支持下，胡志高和合作者針對鈣鈦礦型鐵酸鉍、介電氧化物、導電金屬氧化物以及磁性摻雜的氧化物半導體等新型低維結構氧化物材料的光電性質展開系統性研究，建立了這些材料的電子能帶結構、光學躍遷、宏觀色散常數以及電學特性等物理參數對制備條件、結晶質量以及晶粒尺寸等的依賴規律。

攀登科研高峰永無止境。當前胡志高又將科研方向對準了鈣鈦礦型鐵電、多鐵以及導電金屬氧化物納米晶薄膜的光電特性，同時發現外加溫度場對多鐵材料的光學性質和電子態結構的影響規律。同時，也進一步建立了外加電場對導電金屬氧化物薄膜光學響應的調控規律。

引領莘莘學子 奉獻教育事業

科研是接力賽，人才是關鍵！2007年4月，胡志高到華東師范大學任教，他將獲得的最新科研成果與本科生和研究生專業課程的講授相結合的方式，不斷加強本科生和研究生的科研素質培養，特別是提升他們對本學科前沿問題的認識和了解。將新型光譜系統方法用于物質科學研究，開展凝聚態物質中的光電磁特性研究，促進學科交叉研究的創新發展，開辟凝聚態物質微電子學研究的新領域。目前已培養1名博士和3名碩士，在讀博士研究生10名以及碩士研究生3名。其中有1名博士生獲得教育部博士研究生學術新人獎的資助。

此外，他通過發展凝聚態光電子學，圍繞高質量氧化物薄膜材料的制備、光電磁學特性評價及其外場調控和新型光電功能器件原型設計和概念等熱點研究領域，已組建包括1名副教授、若干名博士后、博士和碩士研究生等在內的合理人才梯隊結構，造就了一支有影響的研究團隊。