作者:虞慧娴 廖清君 来源:中国科学报 发布时间:2023/7/19 8:54:21
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何力:红外“芯”精神 勇闯新天地

 

何力(左一)与团队成员在实验室讨论工作。受访者供图

■虞慧娴 廖清君

赤橙黄绿青蓝紫,是可见光的色彩范围,探测人眼所不能及的光则需要一些利器,比如红外探测器。一切发热的物体都会发射红外光,它们在红外探测器的“注视”下一览无余。

在中国科学院上海技术物理研究所(以下简称上海技物所),有一群科学家默默耕耘在红外探测新天地中。他们为航天遥感卫星研制红外焦平面探测器,这个视野更广阔的“眼睛”可以让卫星在几百公里甚至几万公里外的太空不分昼夜地俯瞰地球、仰望星空,看得更多、更远、更清晰。研究员何力就是其中一员。

撸起袖子自己干

红外焦平面探测器广泛应用于卫星遥感等领域,是国家所需。然而,相关材料、设备、技术等受限,没有现成的可买,唯一的出路就是撸起袖子自己干。

当时,在国外从事研究工作的何力了解到国家面临的难题,毅然放弃国外高薪工作,于1994年进入上海技物所,从事碲镉汞红外探测器材料和器件的相关研究。他将先进的研究成果积极引入国内,成为上海技物所半导体材料研究领域的学术带头人。他面向大面阵红外焦平面探测器发展,创新性地研发了硅基碲镉汞大失配体系分子束外延的理论和技术。

在祖国大地上干事业,何力倍感振奋,带领团队在相关领域一钻就是近30年,解决了碲镉汞薄膜材料从基础研究到工程应用等一系列核心关键技术问题,为我国碲镉汞红外焦平面技术进步和航天应用作出贡献,并因此获得国家科技进步奖、国家自然科学奖等诸多荣誉。

开拓创新探索“星辰大海”

碲镉汞是最为理想的高性能红外探测材料,随着新一代面阵红外探测器的发展,大面积高质量碲镉汞材料的需求更为紧迫。

然而,碲镉汞大面积单晶材料制备难度之高是国际公认的。传统方法难以获得大面积、高均匀性的碲镉汞材料,因此必须靠自己找到出路。

是否可以通过发展硅基碲镉汞大失配体系分子束外延技术解决上述问题?何力团队大胆想象,并将目光瞄准异质衬底分子束外延技术。而这似乎是不可能完成的任务,因为碲镉汞材料缺陷能级很低,制备过程中极易产生各类缺陷,如果采用异质衬底制备技术,对缺陷抑制技术的要求极高。

于是,何力带领团队白手起家,琢磨路线、采购设备,不断改造、摸索,经过多年实践,终于创新性地实现了核心光电材料碲镉汞的自主规模化研制,建立了成熟的理论和操作体系。基于此,他们解决了大面积碲镉汞材料难题,在国际上率先实现了硅基衬底碲镉汞的航天应用。

他们研制的碲镉汞材料已经多次成功应用于航天载荷,除了围绕地球巡天望地外,还到达火星环绕轨道探索“星辰大海”。

团结奋斗谱写红外“芯”精神

红外焦平面探测器研究涉及材料科学、半导体芯片、集成电路及机械等多门科学,一枚优质红外芯片的打造更要历经材料生长和芯片加工等几百道工序,因此,团结协作尤其重要。而团结、专注、务实、奋斗正是红外焦平面团队的精神基因。

为了满足航天任务的时间节点要求,尽快解决技术问题,何力带领团队不惧困难,砥砺前行。

有段时间攻关十分艰难,何力为保证实验顺利开展,有时甚至连饭都顾不上吃。团队年轻科研人员周易至今还记得何力坐在光电大楼实验室台阶上啃馒头的样子。

何力这种严谨治学和艰苦奋斗的精神感染了团队里的每一个人。团队成员陈路在关键技术攻关期刚做了大手术,病情稍微稳定便穿上净化服一头扎进实验室投入到数据分析中,找到了影响材料性能的主要因素,在材料技术突破中发挥了关键作用。

博士毕业后留所工作的陈星则担起了红外焦平面探测器可靠性技术组的重任,常常工作到半夜,双眼熬得通红。但他总笑着说:“苦点累点没啥,只要任务能顺利完成就值了!”

何力带领的红外探测器研制团队70%的成员都是“80后”“90后”。他们虽然年轻,但很好地继承并发扬了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的中国载人航天精神,穿上白色净化服的他们,个个都是能工巧匠。他们会为工作中取得的进步欢呼雀跃,更能潜心科研忍受其中的寂寞和孤独。

红外焦平面团队的每一个人都在一心一意为祖国的红外焦平面事业无私奉献,谱写新时代的红外“芯”精神。

(作者单位:中国科学院上海技术物理研究所)

 
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