“我今天可以滿懷理想，充滿信心地在科學研究的道路上開疆拓土，第一是因為西電這所信息領域的傳統(tǒng)名校給我提供了豐富的科研資源，第二是因為郝躍院士給我指明了‘非硅微電子學’的研究方向。世間千里馬常有而伯樂不常有，郝老師無疑是這樣的大師級人物。”
多年沒有像樣的科研成果，好幾次差點放棄學術研究；借著鍺錫材料出現(xiàn)的東風，他終于迎來科研的轉(zhuǎn)折點，國際上首次制備出高性能鍺錫CMOS器件，實現(xiàn)了多個世界“首次”和最高紀錄。西安電子科技大學微電子學院韓根全教授。他提起這些布滿荊棘的科研征途時卻總是淡淡一笑，云淡風輕的樣子。
“沒理想，吃不得苦；沒情懷，做不了科研。”從科研的低谷走出，韓根全靠的就是“理想”和“情懷”這兩樣法寶。
求學：“不是我笨，是得站得高、看得遠”
本科就讀于清華大學材料科學與工程系，在偶爾一次旁聽一堂半導體物理課后，韓根全對半導體器件方向產(chǎn)生濃厚興趣并最終進入中科院半導體所讀直博；期間他沒做出什么像樣的成果僅僅調(diào)試了5年CVD設備——設備一次又一次出問題，一次次跟維修師傅熬通宵找出問題癥結所在，最終長出了一片又一片硅片鍺片，并給師弟們留下了一臺性能優(yōu)異的材料生長設備。
這些實實在在、浩繁復雜的工作并不能量化到文章上，臨近畢業(yè)的韓根全本以為五年時光虛度。然而世界上終歸沒有白費的努力，日后，在科研征途上跌跌撞撞、閱盡滄桑的韓根全才深深地體會到這一點。又有誰能知道這一番心血會把他引向哪一個轉(zhuǎn)折路口呢？
本科到博士，韓根全度過了一段勤奮而迷茫的時期?！盁o論如何努力都沒能做出好成果。好幾次差點放棄做研究?！钡搅诵录悠聡⒋髮W，韓根全才找到了問題的癥結?！霸S多人不比我聰明啊，放國內(nèi)他們也未必考得上清華，”韓根全開玩笑道，“為何卻能做出那么多優(yōu)異成績？自己揣著理想，勤奮又不笨，怎么就是做不好？后來才發(fā)現(xiàn)問題在于，以前自己站得不夠高，看得不夠遠，對方向的選擇和把握不足，再勤奮也沒有用?！?/p>
調(diào)整思路后的韓根全，逐漸走出了研究的低谷。這樣曠日持久的低迷期，對任何研究者來說都是嚴峻的考驗。如何一次次從想要放棄到把自己硬生生拉回實驗室，韓根全反復說著“理想”與“情懷”這兩個詞——他的理想是在科學上做到自己該做的，像胡正明教授和郝躍院士一樣，做出影響后世的技術；情懷是對所做科研目標勇往直前的堅定信念，和對學校和國家發(fā)展的奉獻精神。
韓根全最終在新加坡國立大學轉(zhuǎn)向了微電子器件方向，借著“鍺錫材料”的東風，駛?cè)胙芯康母咚俾?。有理想的人都很辛苦，但理想讓他們樂在其中。“新加坡的Yeo Yee-chia教授每天只睡四五個小時，凌晨三點開會討論是常態(tài)。大半夜學生誰也不敢走，會議室坐得滿登登。導師常常‘咣’一下推開門，指著一個學生就說，‘你把下一個版本發(fā)我看一下’?！睂熀屯瑢W的勤奮程度讓韓根全深深震撼又深受啟發(fā)，“站位高，對方向的把握和選擇又很準確，還如此刻苦，如何不出成果？在工程領域，不做出這樣的努力休想在國際學術界有立足之地。他們讓我知道，做科研，一要站高起點，抓住至高點和難點，二是要腳踏實地實實在在的付出?！弊源耍n根全也成為了通宵討論研究問題大軍的一員。
到2013年，當時還只是博士后的韓根全，因其優(yōu)異的成果，帶領著一個鍺錫團隊開展工作，拿著新加坡國立大學助理教授的工資。這一年，導師以提高薪水并提供更高職位來挽留韓根全。心中長留著“情懷”二字，“我要回到我的祖國了?！表n根全這樣告訴對自己有知遇之恩的導師YEO Yee-chia后，毅然回到了中國。
“回國之初，由于對國內(nèi)的情況不了解，我先到了重慶大學，但那里畢竟沒有微電子的學科優(yōu)勢，研究打不開局面。此時，命運再一次眷顧了我，郝躍院士在西電為我伸出了橄欖枝，我便來到了這里。當時想法很簡單，哪兒能讓我實現(xiàn)理想，我就去哪兒?！痹陧n根全看來，郝躍院士是他心中的燈塔，他取得的成果與郝院士高屋建瓴地指明研究方向并提供良好硬件條件和科研環(huán)境分不開。
科研：借鍺錫材料的東風
在韓根全看來，自己的科研之路曾經(jīng)荊棘密布，直到鍺錫材料出現(xiàn)，才逐漸走上坦途，做出了突破性、開創(chuàng)性的成果。
初到新加坡國立大學，韓根全在導師指導下開始了以硅為材料的隧穿晶體管（TFET）研究。從一開始無論如何都達不到亞閾值擺幅低于60 mV/decade的要求，到在國際上首次研制出GeSn MOSFET和TFET器件，并在微電子器件領域建立一些影響，韓根全用了五年左右時間。
“頭三年，利用硅作為材料，我們就是沒法到達導師的要求。我的團隊成員都很優(yōu)秀，實驗條件優(yōu)越、基本功也很扎實，但就是做不出。不僅我的研究生涯面臨著結束，他們也陷入可能畢不了業(yè)的窘境，這讓我很崩潰?！?/p>
這個關鍵時候，在半導體所那臺韓根全調(diào)試了五年的設備上，他曾經(jīng)的師弟長出了新的鍺錫材料。喜歡多方涉獵，閱讀面極廣是韓根全在學生期間就養(yǎng)成的習慣。這個習慣不僅僅能夠讓他融會貫通多個交叉學科，提供給他源源不斷的科研靈感；在事業(yè)的低潮期，這個關鍵的轉(zhuǎn)折點也是得益于此。在偶爾一次閱讀師弟發(fā)表的光電子方向的文章時他注意到了這個新成果?！皫煹苷f是受我啟發(fā)，我在博士畢業(yè)時曾說今后這臺外延設備可以長出高質(zhì)量的鍺錫材料。這事后來我卻忘記了?！表n根全用嘿嘿一笑來詮釋自己的幸運。
韓根全在半導體所的導師將幾十片材料送給了這個在他看來靠譜且踏實的學生，“十分珍貴，國際上都沒有?！表n根全至今對導師的信任充滿感激。隨后，韓根全團隊克服了一系列工藝難題，在國際上首次制備出高性能鍺錫CMOS和TFET器件。這一成果是鍺基溝道電子器件研發(fā)的里程碑，掀開了鍺錫（GeSn）電子器件研發(fā)的序幕。
“2011年初，我建議新加坡國立大學的導師與中科院半導體所合作開發(fā)鍺錫器件。5月底長材料，很快就制備出高遷移率GnSn溝道pMOSFET器件，實驗證明應變GnSn比Ge器件的空穴遷移率提高了66%。”這項成果以late news的形式發(fā)表于2011年IEEE International Electron Devices Meeting（IEDM）年會上。作為國際微電子器件領域的頂級會議，IEDM素有“微電子器件領域的奧林匹克盛會”之稱。
來到西電加入到郝院士課題組以后，韓根全研究的重點依然是鍺基溝道CMOS器件這一國際微電子前沿領域。2014年，他的團隊獲得了鍺錫pMOSFET空穴遷移率國際最高紀錄（845cm2/Vs），比硅器件提高了5倍以上，結果發(fā)表在2014年IEEE VLSI Symposium on Technology（VLSIT）上。2016年，他的團隊實現(xiàn)高遷移率應變Ge pMOSFET，比Si器件遷移率提高18倍。2016年，他帶領研究生國際上首次實現(xiàn)鍺和鍺錫的負電容晶體管，最小亞閾值擺幅達到21 mV/decade，該成果在IEDM 2016上發(fā)表。
伴隨著“鍺錫材料”的東風，韓根全已發(fā)表多篇學術文章，學術研究穩(wěn)步前進。“我們?nèi)f事俱備只欠東風，而鍺錫就是東風。我們在失敗中積累的很多東西在鍺錫出現(xiàn)后派上了用場。”因為這段經(jīng)歷，韓根全也常告訴學生，要學會在不成功和不順心的事中學會積累，“沒關系，早晚會遇到突破點。但那個過程很痛苦，理想和情懷就是我們堅持下去的動力?！?/p>
人才培養(yǎng)：要做好這三件事
韓根全從2013年開始在國內(nèi)帶研究生，學生已經(jīng)發(fā)表高水平SCI論文幾十篇，多次國際會議口頭報告，獲得國獎八人次，有研究生獲得國際學術會議excellent student paper award，更有學生登上了國際微電子學界的王牌會議IEDM和VLSIT的演講臺，向全世界口頭報告了團隊的最新研究論文，并獲得了來自加州伯克利分校、普度大學、東京大學、IMEC的知名學者的關注，要求和韓根全課題組展開進一步的合作。這些學生的豐碩成果，離不開韓根全別具特色的培養(yǎng)人才“三件事要求”。
“第一件事是要出國、出境開會，去國際重要會議上做口頭報道，第二件事是要獲得一次國獎，第三件事才是做科研。頭兩件事必須完成，第三件事可完成可不完成?！弊约旱挠H身經(jīng)歷讓韓根全格外重視頭兩件事對學生成長的激勵作用。
第一次參加國際會議的學生們往往緊張到吃不下飯。韓根全便安慰說：“哪怕站在臺上20分鐘一句話不說也沒關系?！倍凉u入佳境的學生們最終作了一場場很出色的口頭報告。多次重要會議的歷練，韓根全期望中的蛻變在學生身上悄然發(fā)生?！霸S多原本默默無聞的學生，有過這樣的經(jīng)歷后，講話、講故事、作報告的方式，與以前截然不同?！痹S多學生在國際大會上做完報告后，多位國際知名教授和多家公司都紛紛向其伸出橄欖枝，韓根全教授的口碑就這么流傳出去了。
“本年度計劃送十人次出國開會。我還鼓勵他們每到一個地方，都到標志性地點走一走，了解當?shù)氐娜宋娘L情?！痹诮衲陜?yōu)研計劃導師宣講會后，二十多位學生被韓根全新穎的培養(yǎng)理念吸引，將他團團圍住?！斑@是一個很有趣且快樂地完成研究生生涯的方式。想到可以去國際會議做口頭報告，學生很開心，做得也帶勁，就會督促自己不斷進步，很容易出成果。這是很好的促進方式，有了這個目標，做科研就成為一種享受，要讓這個事業(yè)真正吸引他。
許多導師十分看重的發(fā)文量，在韓根全這里反倒成為次要，“科研做不好還有我，英文差的，我可以幫他們多彌補一些。而做口頭報告、拿國獎只能靠自己。重要的是學生真正進步，發(fā)文只是副產(chǎn)品?！?/p>
“理想”和“情懷”，韓根全再次提起這兩個詞，“對年輕學者來說這兩點很重要,成功與否、錢多錢少不重要，但要對得起國家、對得起學校、對得起學生。”
“與物理、數(shù)學等主要依靠個人能力的學科不一樣，我們做工程的更需要團隊經(jīng)驗的傳承和好的平臺的搭建。如今西電微電子學科為我們提供了很好的平臺，人才云集，學院會發(fā)展得更好！”
（文/西電新聞中心·付一楓）
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