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央视聚焦浙大“90后”海归博导杨树,集美丽与智慧于一身!

河南大学纳米材料工程研究中心2018-10-25 16:52:53

许多人因“90后女博导”而注意到她。可她说:对科研的热爱无关性别和年龄。”她是杨树,第十二批国家“青年千人计划”入选者,浙江大学电气工程学院“百人计划”研究员,博士生导师



2016年8月,年仅26岁的杨树加盟浙江大学电气工程学院,是当时比较年轻的“青年千人计划”入选者。


16岁考入复旦大学,24岁获香港科技大学电子计算机工程博士学位,曾任香港科技大学客座助理教授,在英国剑桥大学从事博士后研究。近5年来,她在电力电子器件领域国际权威期刊和顶级会议等发表论文60余篇




专注于宽禁带半导体电力电子器件研究


杨树所在团队从事的是宽禁带半导体电力电子器件的设计、微纳制造及可靠性研究。电力电子技术目前管理和控制着超过50%的电能,广泛存在于我们日常生活的各个方面,小至手机充电器,大到电网、高铁等等。


“就像集成电路中的晶体管控制着信号的传输和处理一样,电力电子器件其实是控制着能量的传输和转换,它是各种电力装置的心脏。”杨树强调。


电能的“发、输、变、配、用”各个环节都需要电力电子技术实现电压等级或直流/交流模式的转换。电力电子技术的核心是基于半导体材料的电力电子器件。开发高效、可靠的半导体电力电子器件对于提高能源使用效率和节能减排意义重大,这也是目前团队的攻坚任务。


在国际上,以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体电力电子器件如今正展现出前所未有的市场潜力和广阔的应用前景。一片几毫米见方的芯片,能够阻断数千伏的高压和导通几十安培的电流。与传统的半导体材料硅相比,碳化硅和氮化镓具有更大禁带宽度、更高临界击穿场强和更高电子饱和漂移速率,可将器件性能提高几十甚至上百倍,大幅降低功耗、提升效率和工作频率,有助于实现高能效、高功率密度的功率转换系统,在智能电网、轨道交通、新能源汽车、数据中心、消费电子等领域都有着广泛的应用前景。



国内在碳化硅和氮化镓电力电子器件方面的研究工作起步较晚,目前与美国、日本等国家相比仍存在一定差距,一些尖端技术被国外公司垄断,受制于人,学界和产业界都亟需打造具有国家自主知识产权的半导体电力电子器件


“近年来我国电力电子器件的科学研究和产业发展在国际上产生了越来越重要的影响力。”杨树说。目前,她和团队在氮化镓和碳化硅电力电子器件方向开展了一系列工作。


做自己喜欢的事


杨树


杨树说,在香港科技大学和剑桥大学的科研训练,让她对电力电子器件的物理机制和性能优化充满了兴趣,找到了自己喜欢的方向,也帮助她提高了在该领域的科研水平。


杨树和团队目前所研究的基于同质外延技术的新型垂直结构氮化镓器件,能够有效拓展器件耐压和功率等级,实现更低的导通和开关损耗,克服传统结构面临的动态性能退化问题。


在浙江大学玉泉校区的电力电子器件实验室,杨树向记者展示了氮化镓和碳化硅器件样品。从外延片开始,经过光刻、离子注入、薄膜沉积、刻蚀、金属化等一系列微纳加工工艺之后,可以制造出耐压几千伏、具备极低导通电阻和快速开关能力的器件,在消费电子、数据中心、新能源汽车等领域有着广阔的应用前景。



“虽然工作面临很大的压力,在有些人看来这份工作或许有些单调和辛苦,但当棘手的难题被解决,看到实验室一点一滴的积累,看到学生逐渐成长进步,内心会感到快乐和充实。相信很多科研工作者都有类似的感受。”杨树说。


且行且珍惜


博士期间,她遇见了自己在浙江大学的伯乐——教育部长江学者、浙江大学电气工程学院院长盛况教授。


“认识杨树的时候,她还没有毕业。”盛况教授说,早在她毕业之前,在本领域的学术会议上,他就向杨树介绍过国内本领域以及浙江大学实验平台的情况。


“我曾经在国外学习工作14年,对年轻人回国的想法和诉求十分了解。”盛况教授希望,在国家科技快速发展的当下,能用自己从海外回到浙江大学的经历打动海外学者,为浙江大学的学科发展和电气工程领域的技术进步注入新鲜血液


据了解,氮化镓和碳化硅的许多相关实验,都需要在超净间中完成。位于苏州的浙江大学苏州工业技术研究院电力电子器件实验室,为芯片制备提供了良好的实验条件。如果没有这些实验平台,很多研究就无法开展。



浙江大学电气工程学科是国内成立较早、实力和规模都比较领先的学科。杨树很感激学校和学院的实验平台,以及很多老师和前辈的指引和帮助。她说,“我有幸能够加入这样一个优秀的集体,从事自己喜欢的工作。未来的路还很长,我们很珍惜已有的平台,会努力一步一个脚印踏实走下去,也希望在这个过程中能够为本学科的发展贡献绵薄之力。”