——记厦门大学物理科学与技术学院教授康俊勇及其团队
　　
□　王 涵

　　
　　
　　如果有人问你“这个时代最具代表性的生产材料是什么”，你会毫不犹豫地回答“是半导体”吗？
　　半导体的重要性不言而喻，它甚至被誉为世界上第4大重要发明。我们每天划的手机、用的电脑、看的电视、听的音响、照的灯光，里面都有半导体元件，可以说如果没有它，就没有现代世界里的轻巧又好用的高科技产物。21世纪，半导体材料及其应用已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。
　　自半导体材料被发现并逐渐大显身手以来，一代又一代半导体人前赴后继，不断开发出新的半导体材料、器件以及系统，以应对瞬息万变的时代需求。以厦门大学物理科学与技术学院教授康俊勇及其团队为缩影的“厦大半导体人”耕耘其中，且凭借多年传承底蕴、致力创新，逐渐走出了自己的特色。
　　
承接底蕴 自强奋进
　　这是一个与光和亮有关的自强故事。
　　“自强！自强！学海何洋洋！谁欤操钥发其藏……吁嗟乎！南方之强……”东南之滨，鹭江水畔，五老峰下，有着“中国最美丽的校园之一”美誉的厦门大学上空回荡着这样一支催人奋进的曲子，它是厦大人多年奋斗的精神提炼。
　　厦大人对光和亮的探索热情由来已久，早有沉淀。囊萤楼、映雪楼，从一栋又一栋以古代艰难环境下追索光明的成语故事而命名的建筑里就可以对此感受一二。作为一名“土生土长的厦大人”，康俊勇无论是对厦大多年沉积的文化底蕴，还是对厦大人艰难环境下追求光明的历程都有深刻的体会。
　　斑驳发黄的实验室墙壁、悬挂在墙壁上的多排黑色圆形胶木插座和闸门开关、硕大的X-Y记录仪和一些简单的小型仪器……这些记录岁月沧桑的物件构成了康俊勇研究生开启半导体研究时的最初影像，但他心里清楚，就这样的条件，也是黄启圣教授等前辈们在风雨飘摇的艰难岁月中凭借坚韧的毅力积累下来的。
　　站在前人的肩膀上，为推动科研进一步发展，探索出一片新的天地，康俊勇可谓是拼尽了全力。难忘硕士论文研究期间，他每天用热水瓶到化工厂排队买液氮，中午开始粗测样品中的深能级；眼看着研究进展顺利，却突然遭遇制冷机老化的密封橡皮圈漏气，尝试借用其他组进口的新制冷机均以失望告终；在穷尽C-V特性、I-V特性、深能级瞬态谱等但凡能用的一切手段后，遗憾地发现难以获得完整的数据，几经折腾挽救，仍然无力回天。当一个又一个困难扑面而来，重压之下的康俊勇仍不放弃。他选择沉着地应对挑战，并做了一系列的工作，包括改造国产深能级瞬态谱仪，建立可完成宽脉冲注入的新深能级瞬态谱系统，设计和制作恒电容电压瞬态谱测试设备等。完成测试设备的建设后，为继续完成研究，他连续3个月基本上都在实验室里度过，几乎没睡过一个完整的觉，单记录用X-Y纸叠起来就有40多厘米高，最终圆满完成了论文研究。
　　毕业留校工作后，康俊勇筹划着系统且深入地开展AlGaAs的研究。两年后他考取了厦大半导体物理与器件物理专业的博士生。在黄启圣教授的经费支持下，他开始使用不同单位的设备系统性地研究不同掺杂的AlGaAs荧光谱。博士生二年级，他争取到了赴日本东北大学完成中日联合培养博士论文的留学机会。
　　这是一段自尊和梦想交织激荡的经历。20世纪90年代初，日本Si、GaAs等半导体材料的生长技术已炉火纯青。康俊勇所在的日本东北大学金属材料研究所福田研究室基于高校仅适合与产业互补的观点，正准备改行从事激光晶体生长研究，而康俊勇立志于该研究室实力最强的磁场中半导体生长研究。在孤立无援，没有任何设备条件支撑的情况下，他克服重重困难，自己搭建出完整的生长系统，并独立地完成研究工作，最终完成了在8特斯拉强磁场下生长InSb:Te晶体、GaInSb混晶的工作。这一工作至今仍无人超越。
　　师夷长技以自强，学成归国的康俊勇更深刻领悟打铁还需自身硬的道理。回到厦大后，他欣喜地看到相关领导对设备平台搭建的重视和所做的努力，从MOCVD生长设备的搭建到邀请王启明院士来厦大商讨半导体生长设备建设相关事宜等。可喜的是厦大当时计划建设半导体薄膜生长系统，成立半导体光子学研究中心，而康俊勇肩负重托，承担起了这一中心的建设工作。为此，他竭尽全力：小到一根管的接缝、大到氢气房的建设，每一个元件、每一个方案、每一种后果，他都带领团队做了充分的考虑和严谨的论证。每一项工艺、每一个环节、每一个步骤，他们都反复推敲，不敢有丝毫疏漏。就这样，在强大的支持和阻力的共同作用下，他们先后完成了洁净室的水、电、气、排风、尾气处理改造，氢气房建设以及MOCVD、MBE、UHV-CVD、电子束镀膜机等设备的建设等。这些平台设备的搭建为厦门大学半导体学科的未来发展播撒了希望的种子。
　　“当年轻的教师用我们的MOCVD设备生长出高质量的蓝光LED晶片时，当研究生们制备出高性能大功率的蓝色LED管芯时……我才逐渐体会到这蓝色的梦也是50年前学长们理想的延续，也是这片土地上百姓的众望。在这蓝色的时空中，我似乎看到了一群白色的雏鸽闪耀着青色的光芒，飞向紫色的远方。”在厦门大学半导体学科建设50周年的纪念册上，康俊勇写下了这段话。字里行间可以体会到他是一个兼具理工严谨思维逻辑又心思细腻、饱含情怀的人，就是这样一个人，将自己多年身居厦大感受到的品质底蕴放注在自己攻关克难的科研经历中，就像指明灯带领着自己和团队披荆斩棘，收获了成长，也收获了研究成果惠及一方的梦想。
　　
创新探索 御光飞行
　　2017年，由康俊勇团队主导并联合多家企业的“多场调控化合物半导体量子结构关键技术及其固态光源应用”项目在取得2017年度厦门市科学技术进步奖一等奖殊荣后，再次荣获福建省科学技术进步奖一等奖，且均位列首位。这是近年来，康俊勇团队在科研领域摘取的又一硕果。在这一项目研究过程中，他们以“创新”为剑，开了很多技术先河，如创新开发了分层生长技术，创新采用了共格应变窄量子阱结构，创新开发了轨道工程结构材料增进正面出射光跃迁的技术等。事实上，这样大刀阔斧的创新探索，是他们的常态。
　　不像对半导体集成电路的预言有摩尔定律可循，半导体LED的核心结构——有源层已悄然地从微米进入纳米量级；半导体人已率先在LED材料和器件中“玩转”了原来人们认为高不可攀的量子力学，使LED研发成为半导体科学的一道天际线，而康俊勇和他所在的团队凭借多年在前沿领域的创新探索，早就已经成为信步在这条天际线上的探索者。
　　1997年回国伊始，康俊勇就毅然投身可发射蓝紫光Ⅲ族氮化物半导体的研发中，于是厦大半导体人有了自主研发的蓝光和深紫外LED。成功并非来自偶然，早在厦大MOCVD设备建成之初，康俊勇团队就为突破难以长成高质量单晶的难关做了系统布局，他们从研究AlGaN的缺陷入手，先后开展了一系列工作并取得了不错的成果，之后的研究也是在曲折中不断前进。
　　面对生长高质量二维量子结构的挑战，康俊勇团队选择迎难而上，开展了AlN基半导体设计与关键外延技术研究等。在此基础上，他们针对MOCVD构建高精度量子结构的难题，将外延生长特有的非平衡条件下的生长规律应用于二维量子结构的构建中，结果显示GaN/AlN单分子层异质界面清晰陡峭，为高精度的量子结构制备及其性能的调控奠定了坚实的基础。
　　为全面掌握AlN基氮化物的奇异特性，康俊勇安排了当时就读的研究生蔡端俊、李金钗等开展了深入的探索研究。最初开展研究时，他们连计算机工作站都没有，而用普通的个人计算机做第一性原理模拟计算耗时长，他们就采用手动逐点设置的办法，直至计算结果接近收敛时，才启动自动计算，从而节省了大量时间。
　　艰难困苦玉汝于成，艰苦条件下的执着攻关为康俊勇及其团队成员赢得了满园硕果：
　　他们发现了薄膜相变的临界厚度及其随Al组分变化的规律，并从深层次分析了其电子结构起因及其极化场效应。同期，蔡端俊还与徐富春共同探索，突破了传统俄歇能谱测量的范围，开发了纳米级高分辨应力和局域电场测量新技术，从而打开了认识AlGaN量子结构材料的新视角，为构建光电新材料和器件提供了新思路。蔡端俊的博士论文因此获得福建省优秀博士学位论文一等奖，并在竞争激烈的全国百篇优秀博士学位论文评审中出线，进入物理学科的前10位而荣获提名奖。李金钗因为成功制备了I-V特性良好、电致发光较强的深紫外LED，获得福建省优秀博士学位论文一等奖。陈珊珊因为开展了超大面积石墨烯化学气相沉积生长、性质及应用研究，相关成果论文最终摘取了2013年全国优秀博士学位论文。
　　投入相关研究20多年来，康俊勇带领团队锐意进取，先后研发出了首台强磁场晶体生长设备、原位纳米结构综合测试设备、多结太阳能电池及各子电池交流电致发光测试方法和装置、Laplace缺陷谱仪等；开发了纳米级空间分辨率应变和电荷测试、新型紫外LED制备、Ⅱ型量子同轴线太阳能电池制备、大面积新型二维晶格和石墨烯生长等技术。他们驾光驭电获得了一项又一项突破性进展，取得了一个又一个科研成果，也奠定了厦大半导体学科在国内物理学界的地位。在深紫外光源的研究方面，康俊勇带领团队先后在Mg和Si共掺超晶格p型AlGaN结构材料、超薄应变量子阱和自组织量子点结构紫外LED、高Al组分AlGaN光学各向同性量子结构材料、表面等离子激元耦合出光、树叶脉络形大功率氮化镓基LED电极等多方面取得了突破性进展，被同行誉为“国内深紫外发光学研究第一人”。在新型太阳能电池研发方面，他们利用所掌握的精湛材料制备技术，将宽带隙半导体调制到对太阳光中红外线有效吸收，该成果2012年以“厦大研发新型太阳能光伏电池”为名被列入最新十二大太阳能光伏电池新技术并获国际埃尼奖提名；在Si（111）7×7二维晶格和石墨烯等低维材料及其应用方面也取得多项重要的研究进展，获得了国内外同行的高度评价。康俊勇先后在Nature Materials、Advanced Materials、Nano Letters、Laser Photonics&Reviews等国际著名学术刊物上发表论文300多篇，他引约4500次；授权国家发明专利50多项。先后成为规模超千人的E-MRS SYMPOSIUM（2012）共同主席和多场国内外会议的主席、执行委员会和组织委员会的委员等。
　　虽然硕果频传，但康俊勇及其团队并没有因此而满足，带着将紫外光子作为信息载体的梦想，怀抱将研究搬下高阁惠及普通老百姓的梦想，他们继续御光飞行。
　　
践行梦想 惠及百姓
　　儿时的康俊勇常常穿梭徜徉在海岸和厦大校区流连忘返，大自然的造化、先人的造就，在他幼小的心灵里潜移默化成模糊的、美好的梦——建造家园，造福后人。梦想的种子早已种下，无论在什么时候都牵引着他前行。
　　求学时期的康俊勇兴趣爱好广泛，读大学本科时，他常常挤出时间听理论物理专业“高大上”的课程，被一些完美的体系所折服，而到了毕业实践时，他却选择制作大众需求比较多的分立元件黑白电视机。“虽说往返于‘天地’之间，既可享受九霄漫游的愉悦，又可体验人间生活的乐趣，但强烈的差别还是带来巨大的身心冲击。”带着研究必须带动学科发展且惠及一方百姓的心愿，这么多年来，他一直在以自己的方式践行着梦想。
　　工欲善其事，必先利其器，厦大半导体人一直对晶体生长和相关实验技术的发展以及平台的搭建非常重视。为了完备厦门大学半导体晶体外延设备、超高真空原位测试设备、极低温液氦循环设备等研究条件，康俊勇带领团队克服了厦门区域工业加工制造的弱势，带头高标准地设计、安装气体管路、电力线路以及尾气处理系统等，每一个细节都不肯放过。他们主持建设了半导体晶体外延设备多套，完备了超高真空原位测试条件、液氦极低温和强磁场物理实验条件等。为厦门大学物理学和微电子学的实验研究奠定了坚实的基础。
　　为了设备的高效运行，康俊勇经常与团队的工程技术人员探讨设备运行的规程，以及解决问题的方法和措施，有效地延长了设备部件的寿命；通过替代部件的开发，降低了消耗的成本，节约了大量的费用。他并不吝啬设备维护和运行的投入，即使公用设备出现故障也主动支出先修复，保证了设备的使用效率。许多国际知名学者参观实验室时都对设备的高效运行赞不绝口，尤其是设备供应商，对设备相对于其他单位很低的维修率更是感到惊讶。在他的带领下，厦大相关学科的实验研究成果大幅度增多。康俊勇还领头申报了教育部“985”计划建设项目，所建设的平台已成为半导体微纳光电子材料与器件教育部工程研究中心、福建省半导体材料及应用重点实验室、信息光电材料与器件厦门市工程技术研究中心等。他因此被领导和其他同事誉为“厦门大学实验物理奠基人”。
　　带动学科发展的同时，康俊勇坚持带领团队积极地推动地方相关产业的发展升级，推进相关技术的产业化应用。他带头到厦门科技局宣传发展半导体照明的重要性，建议政府将其作为产业链的重要一环，从而推动厦门市申报全国首批半导体照明产业基地，并积极参与其他专家对厦门基地的考察和论证。基地成立后，他们又联合厦门三安、华联、乾照的国内知名LED厂商协同攻关，推动的地方半导体LED产业的发展。特别在多场调控化合物半导体量子结构关键技术及其固态光源应用研发方面，相关发明专利已转让至乾照，并拓展至芯片封装应用，白光LED光效260lm/W达国际领先，3年项目产值39.96亿元；在全光谱太阳能电池研发方面，他们发明了各子电池交流电致发光测试方法和装置，并将其转让给乾照，使多结空间太阳能电池效率超34%，已用于我国七成以上航天器，3年项目产值约1.03亿元。为福建省千亿LED产业链、厦门市成为全国首批半导体照明产业基地和国际半导体光源产业重镇做出突出贡献。
　　当厦大囊萤楼、映雪楼里折射出的点点微光逐渐蔓延开来，点燃整个厦门乃至更多区域的万家灯火时，当载着厦大人梦想的蓝色、紫色光闪着耀眼的光芒冲破半导体科学的天际线时……康俊勇和他的团队收获了研究落地开花的成就感，也收获了大众的肯定和赞誉：康俊勇先后荣获福建省先进工作者、厦门市五一劳动奖章等荣誉称号。但不管获得多少奖，最令他鼓舞和欢欣的是看到自己努力发出的光亮能够惠及普通老百姓。
　　
辛勤育果 芬芳满园
　　“终身之计，莫如树人。”对于文化传承，康俊勇向来看得很重。作为一名土生土长的厦大人，他曾经沐浴在老一辈春风化雨中得以茁壮成长，如今，他也希望带给自己后辈这样的恩泽。承接底蕴的同时致力创新已经成为深入厦大人骨髓里的基因血脉，生生世世，流淌不息。
　　为激发学生的科学兴趣和研发热情，康俊勇可谓是想尽办法、耗尽心力。
　　除了上好本科生课程外，他坚持每周最少用半天的时间与部分本科生开展学术讨论和交流；当学生无法抽出统一的时间时，他就额外安排周末的时间进行指导。在指导本科毕业论文这件事上，他从不流于形式，要求学生必须用1年的时间开展工作，查阅英文文献，每周最少做一次正式的报告……
　　为了增强研究生的源头创新实力，他开设了半导体生长相关的专业学位课；根据研究生 不同的情况和背景调整授课的具体内容；每年根据不同博士生课题的差异，制定专门的教学计划，坚持与每位学生共同选用不同的国际著名英文新专著做教材，用英语给学生讲解，与学生共同讨论；他所指导的博士论文都是根据国际学术动态选取热点问题进行研究，从不为完成所承担的科研项目而迫使学生改变初衷，营造了很好的学术氛围……尽管这样会让他的工作量增加到学校要求的2.3倍，他也无怨无悔。
　　勤奋耕耘结硕果，桃李芬芳香满园。康俊勇如今已培养培养研究生60余人，所指导的10多篇博士论文中，获得全国优秀博士学位论文1篇，提名全国优秀博士论文1篇，福建省优秀博士论文奖一等奖3篇、二等奖1篇等，还带领学生先后获得2017年国际第三代半导体创新创业大赛厦门赛区团队第1名、2019全国移动互联创新大赛福建赛区一等奖等。因为教学成绩突出，他先后获得2004年度厦门市优秀教师和厦门大学研究生“良师益友”、2018年宝钢优秀教师、2018年省先进工作者等荣誉称号。桃李不言下自成蹊，如今他培养的很多学生已经成长为教授、专家或高级工程师和企业骨干等。
　　囊萤映雪发光亮，南方之强铸晶魂。康俊勇欣慰地看到老一辈厦大半导体人多年沉淀的科研硕果、文化底蕴得以在新一代学子身上继承、流传和发扬光大。他相信，有薪火相传，就会有新的希望。