——记兰州大学物理科学与技术学院博士生导师李颖弢
　　
王 军

　　
　　大西北有什么？李颖弢给出的回答是：戈壁、兰州大学及沙葱。是的，沙葱。就是那个总是以绿色葱郁的姿态生长于荒漠、沙坡等贫瘠土地上的植物，它仿佛无视周围环境的恶劣，越是石质戈壁越能活得茂盛。
　　生于西北、长于西北的李颖弢从小身上就有这么一股不屈服于周围环境的倔强劲。在他长期致力于新型非挥发性阻变存储器的研究过程中，不管遇到怎样的困难，他总能努力想到办法找到一条适合自己的研究道路。
　　
追随兴趣
　　在李颖弢长期的学习和研究生涯中，他一共对自己的生活做出过两次调整。
　　在西北长大的李颖弢，从小就表现出在理科和逻辑方面的独特天赋。20世纪90年代初，中国西北农村的教育资源尚十分匮乏，所提供的条件并不能够满足李颖弢在理科方面的学习需求。幸而在办学条件方面，即使是在偏僻地区，也总有相对更好的学校可供选择。初二那年，13岁的李颖弢选择离开原先的学校，前往离家20公里的地方学习。“那时候自己在学校住宿，有时候一两个月才能回一次家。”尽管条件比较艰苦，但李颖弢很高兴，因为自己在这里可以学到更多想接触的知识。
　　自小对理科的热爱让李颖弢在学习路上一直顺风顺水，并于2002年考入兰州大学，攻读微电子学学士学位。本科毕业保送兰州大学微电子学与固体电子学专业攻读博士学位，研究生开始阶段李颖弢开展数字集成电路设计的研究工作，随着研究的深入，他越来越感觉到自己对电路设计并不是很感兴趣。于是他调整了自己的方向，放弃电路设计，以联合培养的身份进入中国科学院微电子研究所开展新型阻变存储器件的研究。如今的李颖弢依旧很庆幸自己当时的选择，他说，“幸亏那时调整到了自己感兴趣的方向，我才得以把所有的精力投入到研究中，并有了作为参与人员获得的北京市科学技术奖及后来的一系列成就”。
　　北京市科学技术奖是李颖弢在参与中国科学院微电子研究所刘明院士主持的科研项目的研究过程中获得的，当时李颖弢主要开展的是关于存储器集成方面的研究。
　　在当时，业界对于阻变存储器在高密度存储领域获得突破的发展方向已经渐趋清晰。一直以来，基于阻变存储器件的无源交叉阵列被认为是实现高密度存储最经济、最有效的方法。“然而，采用交叉阵列实现高密度存储遇到的最大问题就是交叉串扰引起的误读现象。”李颖弢介绍道。面对这个难题，李颖弢提出并实现了性能更加优越的双极性阻变存储器与氧化物肖特基二极管集成的新型自限流双极型1D1R结构。“相比传统的单极性1D1R结构，新型双极型1D1R结构利用肖特基二极管的反向电流充当钳制电流，为克服单极性1D1R结构固有的缺陷（无限流功能及不适用于双极性器件）提供了新的思路。”在向记者进一步解释该项工作的时候，李颖弢难掩内心的激动。在当时，这项研究成果引起了研究人员的广泛关注，并被引入多篇综述文章中。
　　
披荆斩棘
　　带着在博士期间取得的成就，求学生涯结束后的李颖弢回到了自己的母校兰州大学继续从事阻变存储器及其集成方面的研究。
　　所谓的阻变存储器，就是指薄膜材料的电阻在电脉冲的刺激下，能够实现高阻状态与低阻状态之间的可逆转换。“它最大的优势就在于，和传统浮栅型存储器相比，它的尺寸能够做到10纳米以下，能够延续摩尔定律。”李颖弢向记者介绍道，“并且它的功耗很低，操作速度快，和现有的标准CMOS工艺完全兼容”。当谈起自己研究内容时，李颖弢的话明显多了起来。
　　在李颖弢的介绍下，记者了解到，如今他在阻变存储器领域主要的研究方向是器件性能优化、物理机制，以及三维集成。在性能优化方面，李颖弢在多年研究的基础上，通过参与国家重点研发计划项目，已经阐明了界面层对性能调控的规律，并进一步揭示了影响性能的主要界面层的位置。在物理机制方面，李颖弢更是阐明了不同活性电极材料引起阻变存储性能变化的主要原因。此外，通过构造多层结构器件实现了自整流的阻变存储单元，通过理论模拟结合实验阐明了引起这种自整流特性的微观物理机制。在集成方面，则实现了性能优越的双极性阻变存储器与氧化物基肖特基二极管集成的双极性1D1R新型结构。另外，他还提出了由齐纳二极管、反向并联二极管作为选择器与双极性阻变存储单元集成的新型结构。
　　其实在关于阻变存储技术及其集成的研究过程中，李颖弢也并非一帆风顺，中间也经历了数不清的难题。“在实现高密度集成时，为了避免交叉串扰带来的漏电问题，我们通常需要在每个存储单元上面集成一个选择器件。”然而，应该如何选择材料及构造器件，才能满足研究要求？而对于存储器件单元来说，最大的问题则是性能的一致性和可靠性。“当阻变单元发生电阻转变，材料内部会形成导电通路，但是导电通路却是随机的，我们只能将其控制在一定范围内，却不能绝对控制它。”李颖弢在解释器件性能一致性问题时说。除此之外，他还要考虑如何获得高电流密度、高选通比的选择器件单元。
　　尽管在研究领域内面临着很多难题，但李颖弢依旧一步一步稳扎稳打地走了过来。并且他还在2020年获得了甘肃省杰出青年基金项目，进一步研究了新型阻变存储器及其三维集成。“目前国内市场上的非易失性存储器主要基于浮栅技术，它占到我国整个存储市场90%以上的份额。”李颖弢向记者讲解道。但是随着摩尔定律的不断延伸，半导体的工艺节点已经进入到14纳米以下，在这种情况下，传统的浮栅存储器面临着许多的技术限制。“而基于电阻转变效应的新型阻变存储器，由于其可缩性能极佳，并且可以实现三维集成，因此受到了研究者的广泛关注。”李颖弢说道。因此，此次项目的主要研究内容就是解决三维集成中的工艺兼容问题，以及器件集成中的可靠性问题，为阻变存储器件实现高密度三维集成做一定的前期铺垫。
　　
聚焦实际
　　即使在外界人看来，李颖弢在阻变存储器领域已经达到了让很多人望其项背的高度，但李颖弢心里很清楚，他目前所处的环境并不能完全满足他在科研方面的需求。西北地处偏远，举目望去多是戈壁与风沙，没有一二线城市鳞次栉比的高楼大厦，自然也就少了发达城市所拥有的设备、人才等资源。而阻变存储器实际上是需要大量经济、设备等支持的高精微研究领域，尤其是发展到如今的阶段，阻变存储技术正处于从基础研究走向成果转化的过程中，对人力和物力的需求更远高于以前。
　　面对这个困境，李颖弢并没有给自己时间去犹豫纠结，他本就擅长从生活环境中为自己找到适合的路线。除了加强人才引进及和外界的交流合作外，李颖弢开始计划将自己的研究内容从基础研究调整为结合西北地方特色开展在微电子领域的应用研究。“像器件模拟及封装等领域对设备精度的宽容性相对会大一些，可能会成为西北地区微电子基础研究进行产品应用转化的可行方向。”
　　不只是在研究过程中，李颖弢还将自己这西北人行动力强的性子贯穿在教学生活中。如今他在兰州大学负责两门本科生专业课程及一门研究生专业课程，同时他作为团队主要成员负责的兰州大学《文科物理基础》网络共享课成功入选首批国家级一流本科课程（线上线下混合式一流课程）。在日常教学生活中，他最为重视的就是学生的独立思考能力。为了培养学生们自己发现问题、提出问题、解决问题的能力，他实行了翻转课堂的教学模式。“我会在课后给学生布置开放性的课题，并给他们一定时间去查资料和思考。”当然在学生提出问题之后，他还会鼓励学生去主动解决这个问题。“光有独立思考的能力是不够的，还必须会主动解决问题，这才是最实际的。”李颖弢说道。
　　“不管面临多大的困难和挫折，我们一定要学会分析目前拥有的条件和资源，然后从自身所处的环境中找到一条适合自己发展的道路。”在李颖弢看来，生活是这样的道理，科研也同样。