刘渊：85后的“半导体”世界

刘渊老师。

和很多入职湖南大学的85后年轻人一样，刘渊是一名青年教师。他也是2018、2019年入选科瑞唯安高被引学者、2018年《福布斯》中国评选出的“30位30岁以下精英”之一，《麻省理工评论》中国评选出的“35岁科技创新35人”之一。他想要做出理想的半导体器件，让挑战摩尔定律迎来曙光。

为了实验坚持不懈

博士生活的最后一年，刘渊还在钻研薄膜垂直晶体管，这是一个薄如蝉翼、软如发丝的新型半导体电子器件，有潜力应用在多种电子设备中，诸如可弯曲的平板显示器、可植入式芯片，甚至可以在家打印的射频识别装置。

但是制作这个“垂直薄膜器件”的难处，在于对材料的无损制备和转移。每一个器件要经过多次光刻、刻蚀、蒸镀、磁控溅射等工艺，然后一遍遍的检查采集的参数，一步错了，需要再重头来过。

刘渊在博士期间研发的垂直柔性薄膜晶体管。

“宝剑锋从磨砺出”，数不清的失败之后，刘渊最终成功在塑料基底上构建了高度柔性的垂直薄膜晶体管。其中垂直电流的大小不受水平应力的影响，成为一种新型柔性电子器件的构建方法。接着，他又进一步成功制造出沟道长度小于100 纳米、速度达到0.4兆赫兹的垂直有机晶体管，克服了传统有机晶体管中低驱动电流、稳定性差的问题。而他这份沉下心来做学术和持之以恒的精神，也成为他解锁学术前沿的“金钥匙”，打开了高性能半导体器件的大门。

疫情期间，实验不能停

2017年，在湖南大学北美招聘会上，刘渊深受触动，他选择回国，成为一名湖大“青椒”。从青年学者到青年教师，他最常待的地方依旧是实验室，就连疫情期间也不例外。

刘渊在湖南大学物电学院的搭建超净实验室。

今年年初，刘渊正带领研究生在做两个课题，疫情阻止了学生返校的步伐，实验有可能就此中断。“停课不能停研，这两个课题正在收尾阶段，实验不能停。”刘渊自己来到了空荡荡的实验室中，捡起了学生未做完的实验开始了项目的最后攻关。

从阴霾的冬天到温暖的春天，两个多月，他每天从早到晚地坚守在物电院的大楼中做实验、分析数据、撰写文章。每天晚上准时关灯锁门的物电院门卫黄师傅，经常看到他钻进实验室和办公室，快熄灯了也不见他出来，于是贴心的黄师傅经常为他留下走廊上的最后一排路灯。

这段时间里，刘渊通过微信电话和学生们沟通，再继续去做实验和文章修改，似乎又回到他博士期间的科研日常。因为他的坚守，两个课题并没有受到疫情的影响，两项成果分别于今年三月、四月在知名期刊上发表。一个课题实现了接近100%的二维半导体应力传递效率，对未来柔性电子器件的研发具有指导意义。另一个课题，实现了一种无掺杂的二维CMOS集成工艺，并获得了超过300的反相器电压增益。

期待学生接力“星星之火”

在湖南大学，学校和学院都非常注重原创性的基础研究，这让刘渊有机会将科研方向聚焦在他一直想开拓的领域——“新型晶体管的异质集成与器件构建”。自入职以后，他已经发表包括第一/通讯作者的文章10余篇，主持多项国家和省部级科研项目。

两年的时间，刘渊的科研团队也初具规模，4名博士，6名硕士，他带领他们搭建超净实验、做实验、改论文。他还负责和参与3门课程的授课，他希望从本科生开始培养，先让他们对电子器件感兴趣，他的课没有照本宣科，经常是科普现象背后的小知识：“能激发学生的兴趣，对于老师来说是非常有成就感的。”

刘渊希望，学生能掌握半导体器件的输运机理和制造工艺，在半导体领域发光发热，接续着他的教学科研“星星之火”。

刘渊老师（左排第五）和学生。

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来源 | 宣传部

记者 |余楚倩

编辑 | 耿金语

责编 | 周丹