有機微納晶激光器件追夢人

嚴(yán)永紅

于有機微納晶激光材料與器件研究領(lǐng)域，他的腳步無疑是穩(wěn)健而堅實的。多年來，對學(xué)術(shù)研究的濃厚興趣，驅(qū)使他一如既往地在有機微納晶激光領(lǐng)域探索，并沉醉其中。他就是首都師范大學(xué)化學(xué)系教授廖清。

搞科研，他認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、力求創(chuàng)新；當(dāng)導(dǎo)師，他民主開放、尚學(xué)尚新。在不同的角色中，廖清以深厚的學(xué)術(shù)功底，精深的研究和敏銳的洞察力，描繪著自己的科研人生。

心向往之，行將必至

1996年，廖清以優(yōu)異的成績考入北京大學(xué)技術(shù)物理系，學(xué)習(xí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。大學(xué)畢業(yè)時，由于種種原因，廖清選擇了參加工作，可是工作與所學(xué)專業(yè)根本不搭邊，在他看來，這種工作是單調(diào)的、重復(fù)的，每天無所事事。這不是自己想要的生活，不適合自己，廖清希望有一天能有機會自由地做真正想做的事情。兩年后，他考入中科院化學(xué)所碩博連讀。廖清告訴記者：“起初并沒想在科研路上一直走下去，2007年博士出站，面臨多個選擇，或者去國外申請博士后，或者留在國內(nèi)，權(quán)衡許久，顧及家庭和孩子，最終選擇在國內(nèi)讀博士后。”也是2007年，中科院化學(xué)所姚建年院士課題組招博士后，廖清幸運地進(jìn)到該課題組讀博士后。化學(xué)所學(xué)術(shù)氛圍濃厚，科研條件好，在姚建年院士和付紅兵研究員深厚科研功底的影響下，廖清的研究領(lǐng)域由最初的超快激光學(xué)研究擴展到有機微納米材料制備的研究。2009年博士后出站，憑著優(yōu)秀的學(xué)術(shù)成果，他留組做助理研究員和副研究員。對化學(xué)的濃厚興趣，讓他下定決心從事學(xué)術(shù)研究。

一直以來，廖清希望開辟屬于自己的空間，開展學(xué)術(shù)研究。在多年的研究過程中，逐漸將有機微納米材料與激光性能相結(jié)合，與兩位老師一起，探索出了一條走向有機微納米激光器件科學(xué)前沿的路。一個偶然的機會，廖清聽聞首都師范大學(xué)化學(xué)系正引進(jìn)人才，在姚建年院士的推薦下，廖清決定去首師大。他告訴記者，首師大化學(xué)系學(xué)術(shù)氛圍濃郁，年輕人聚集，在這樣一個有蓬勃朝氣科研平臺上，可以充分地施展自己的工作能力。就這樣，廖清到首師大做了副研究員。對廖清來說，進(jìn)了首師大，如同魚兒游入了大海，可以自由自在地游弋，他終于可以做自己的事情，實現(xiàn)自己的想法了。他全身心地投入到科研項目中，在教學(xué)之余，開始獨立地搞自己的“有機微納米激光器件”課題研究。

撥開云霧見彩虹

隨著科技發(fā)展的日新月異，光電器件日趨微型化、集成化，微納激光作為重要光子元器件，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，為獲得更小、更廉價、全光譜覆蓋的微納激光器，廖清對有機微納晶激光展開了研究。

然而，在對有機微納晶的研究過程中，廖清遇到兩大困難：其一，雖然有機材料可以通過分子修飾調(diào)控其光學(xué)性能，但是高增益有機分子設(shè)計缺乏明確的目標(biāo)向?qū)В黄涠绾螌τ袡C分子進(jìn)行可控排布獲得高效光學(xué)諧振腔，其內(nèi)在機理尚不清楚。

面對困難，廖清并沒有退縮，他迎難而上，從微納晶激光的設(shè)計、微納結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系、指導(dǎo)新材料的合成等三個方面著手，展開了研究。美麗的花兒，勇于戰(zhàn)勝生存困境，因此搏得了世人的驚羨；挺拔的大樹，奮力阻擊風(fēng)雨，因此搏得了人們的感嘆。廖清經(jīng)過不斷的觀察、分析，終于戰(zhàn)勝困難，在有機微納晶材料與器件研究領(lǐng)域取得了顯著的成果。

在高效有機激光增益材料設(shè)計方面，基于有機小分子OPV材料設(shè)計的基礎(chǔ)上，廖清利用弱H-聚集體效應(yīng)，在大晶體和微納晶材料中分別實現(xiàn)了受激發(fā)射現(xiàn)象，為發(fā)展新型有機激光材料開辟了新途徑（Angew. Chem. Int. Ed. 2010， 49， 732.（德國應(yīng)用化學(xué)，2015年影響因子11.261）和Adv. Mater. 2012， 24， OP216-OP220（先進(jìn)材料，2015年影響因子17.493））。

在高效光學(xué)微腔設(shè)計方面，為設(shè)計與優(yōu)化諧振，基于有機分子DSB，利用簡單的自組裝方法，設(shè)計制備了高效WGM光學(xué)諧振腔，廖清獲得了多模和單模激光發(fā)射（Angew. Chem. Int. Ed. 2014， 53， 5863.）。為了提高WGM光學(xué)諧振腔的品質(zhì)因子，廖清及其團(tuán)隊設(shè)計合成了三維結(jié)構(gòu)的WGM諧振腔，并通過諧振腔尺寸調(diào)控成功實現(xiàn)了最小有機光泵浦單模激光器（Adv. Opt. Mater. 2014， 2， 1160.）。由此，廖清得出不同的微納晶形貌和尺寸都將對光學(xué)諧振腔的類型和質(zhì)量有很大影響。為了驗證這一想法，廖清在對有機分子HDMAC的研究中，證實了這一想法，與理論計算的結(jié)果相吻合。

廖清及其團(tuán)隊在針對微型化相干光源的設(shè)計方面的研究，實現(xiàn)了陣列化的激光輸出并同時實現(xiàn)具有相似激光性能的多段微納米激光器。這在很大程度上解決了有機自組裝過程中個體樣品很難實現(xiàn)性能完全一致的關(guān)鍵科學(xué)問題。該成果發(fā)表于2015年4月27日國際化學(xué)頂級期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。這也標(biāo)志著其學(xué)術(shù)研究達(dá)到本領(lǐng)域國際先進(jìn)水平。

近來，光電材料領(lǐng)域鈣鈦礦顯示了巨大應(yīng)用潛力。在指導(dǎo)新材料的合成方面，廖清研究團(tuán)隊瞄準(zhǔn)這一方向，首次獲得了鈣鈦礦微米片狀結(jié)構(gòu)，分別實現(xiàn)了單模和多模的激光發(fā)射以及激光波長從525nm到557nm的調(diào)控。這一成果為進(jìn)一步研究鈣鈦礦這一新興材料，提供了新的研究思路和方法，標(biāo)志著首都師范大學(xué)化學(xué)系學(xué)術(shù)研究已達(dá)到該領(lǐng)域國際先進(jìn)水平。成果發(fā)表于2015年4月23日國際材料頂級期刊《Advance Materials》上，并得到國家科技部“973計劃”、國家自然科學(xué)基金以及北京市“有機微納晶態(tài)材料與器件研究”知識創(chuàng)新團(tuán)隊等項目資助。

成功源于創(chuàng)新

在廖清看來，成功源于創(chuàng)新，學(xué)術(shù)研究就是應(yīng)標(biāo)新立異、卓爾不群、獨樹一幟，否則不能算是學(xué)術(shù)研究。學(xué)術(shù)只有不斷創(chuàng)新，才能保持旺盛的生命力。然而，目前在學(xué)術(shù)界不正之風(fēng)有所蔓延，有個別學(xué)術(shù)研究不再是為了追求新知和創(chuàng)新思想，而是變成了評職稱、撈外快的敲門磚。針對這一現(xiàn)狀，廖清認(rèn)為，科研不端行為不僅給國家造成了大量的資金浪費，而且嚴(yán)重破壞以求真務(wù)實為基本精神的學(xué)術(shù)研究規(guī)則，更重要的是，它會破壞學(xué)術(shù)誠信，污染學(xué)術(shù)環(huán)境，阻礙學(xué)術(shù)進(jìn)步和科研創(chuàng)新，而且會危及下一代科研人員的誠信觀念，進(jìn)而對整個科研領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的不良影響。

在人才培養(yǎng)方面，廖清注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，他強調(diào)，師者要時刻反省自己的思想觀念和思維方式，而保持思想先進(jìn)和創(chuàng)新的根本在于學(xué)習(xí)。他提倡自由型教育法，要求學(xué)生根據(jù)導(dǎo)師要求，在思考中提出新的想法與創(chuàng)意，而不是完全禁錮學(xué)生的思維。

他主張，教師與學(xué)生要開展互動交流，學(xué)生要自由地展開自己的想法，不斷地與教師探討、求教，在教師與學(xué)生之間觀點的交流與碰撞中，激發(fā)新的創(chuàng)新點。這也是廖清求學(xué)時的一點感觸。他告訴記者，自己博士期間的研究成果有60%～70%是與導(dǎo)師交流碰撞的結(jié)果。在廖清看來，教師與學(xué)生之間的交流與碰撞是一種平等對話，通過這種交流與碰撞，找出認(rèn)為有價值的研究課題。他堅持以教師的思想為主，學(xué)生的思想為輔，在師生之間的平等對話與交流中，激發(fā)新的想法與創(chuàng)意并不斷推進(jìn)，這是碰撞出新的研究成果的最佳途徑。

談到未來規(guī)劃，廖清說，在教學(xué)上，會堅持沿著國家教育戰(zhàn)略方向走下去，努力提高教學(xué)質(zhì)量；在科研上，將更加注重科研成果的實際應(yīng)用，比如激光檢測、激光顯示等涉及服務(wù)于大眾實際生活運用的相關(guān)研究。他謙虛地表示，終極的科研目標(biāo)還太遙遠(yuǎn)，雖然有些事情不是個人可以掌控的，但只需努力爭取便無愧于心。他的下一步目標(biāo)就是，集聚能量，向著新型光電一體化有機微納激光發(fā)起沖刺。

博觀而約取，厚積而薄發(fā)。在有機微納晶激光科學(xué)探索的路上，廖清還在堅守著、積淀著、追尋著、收獲著……