讀創/深圳商報記者 劉娥

視頻來源：深圳報業集團視聽中心

“做一件能夠代表深圳科研的事情！”這是深圳大學特聘教授、深圳市黑磷工程實驗室主任張晗8年前來到深圳時，給團隊立下的“flag”。如今，他做到了。

從原始的半導體材料，到單元器件的研制，再到将它們集成在一個光電子芯片，最後與人工智能技術相結合，形成全鍊條的創新技術，張晗創始的國内首個黑磷工程實驗室，在黑磷應用上一路拓荒開墾，實現一項又一項突破，為深圳乃至中國光電材料與器件研究在國際上赢得一席之地做出了積極貢獻。

視頻制作：張延 謝婷 秦川 林晟邦 張嘉俊 劉興萍 何潤 王煜鑫（實習）

85後“老人”組隊

勇闖黑磷應用無人區

衆所周知，石墨烯是獲得諾貝爾獎的21世紀“神奇材料”，黑磷則被認為是石墨烯的2.0版本。與石墨烯由單元素碳組成不同，黑磷是由單元素磷組成，是一種層狀結構的二維材料。相比前者的零代謝，黑磷有着很好的代謝，在低噪音方面表現更為優秀，在調入速度上也更有優勢。此外，黑磷還可以和一些分子相互作用進行修飾，在傳感器上應用廣泛。

張晗，是國際上最早一批研究黑磷的學者之一。2012年，26歲的他學成歸國進入深大創建科研團隊，開始緻力于研制能夠滿足國家重大戰略需求的高性能的光電子芯片與元器件。後在深圳市發改委的支持下，他成立了現在的黑磷工程實驗室，開展基于石墨烯的二維材料研究。

他帶領的是一支新銳團隊，也是一支年輕活力、敢打敢拼的隊伍。85後的他，笑言自己已經算是“老人”，而團隊中大多是90後、95後。憑借這股不怕輸的勇氣和創新精神，這支團隊在光電材料和器件研究方面一路勇闖無人區，取得了衆多突破。

其中，新型激光鎖模器件、二維材料的全光信号處理的器件和芯片、高性能光電子器件等，都取得了國際領先的結果。尤其是新型激光鎖模器件，張晗團隊實現了從飛秒到皮秒的突破，研發出從可見光到近紅外到中紅外一系列的激光器。

“高被引科學家”

為下一代光電子芯片做創新

值得一提的是，張晗團隊的研究始終保持高度原創性，并在全鍊條創新上掌握核心技術。

在一些元器件的研制以後，張晗和團隊把光的探測器、光的調制器、光的信号處理、光的發射器集成在一起，形成光芯片的原模塊。基于這個模塊，結合人工智能技術，形成全鍊條的創新技術，為我國下一代的光電子芯片做出重要創新。“這場技術應該在國際上還是比較有特色的，而且原創性很高”，張晗表示，目前這項技術已經得到華為的認可與合作。

這項技術使得深圳在黑磷半導體材料研究上，走在了世界前列。目前，張晗團隊單單專利申請數量，就已經超過三百項，這些專利覆蓋半導體材料的制備、加工，微電子器件、光電子器件的研制、芯片集成、人工智能算法等等，形成了全産業鍊的一項原創性應用技術。此外，在科睿唯安發布的2020年“高被引科學家”名單中，張晗同時入選材料科學和物理科學高被引科學家，并且是連續三年入選。

張晗透露，團隊已實現了黑磷的大面積的生長，還有相關工藝的加工、微電子器件的制備，“距離實現産業化這條路應不遠”。

憑借基礎應用研究，張晗和團隊這幾年斬獲了多項國家級獎項。而他本人，前年入選美國光學學會，并獲得光電子領域的最高榮譽之一，成為最年輕的OSA Fellow獲得者，這也是深圳的首個OSA Fellow。

“原創性的東西給同行帶來啟發，被世界認可，他們就會認可你、尊重你，這是非常快樂的事。”他說。

拓寬黑磷應用邊界

做能代表深圳的科研

即便張晗團隊已經一次又一次地拓寬了黑磷應用的邊界，但他對記者表示，黑磷仍然有更廣闊的應用前景，而他和團隊也将繼續引領着黑磷的每一次創新應用。

“黑磷在國防的應用，是我們研究的一大方向，”張晗透露，目前包括美國在内的西方國家，也看到了這方面的前景，并開始進入這一領域角逐。目前，團隊研發有望在光探測方面實現夜間成像。

除了在微電子和光電子的應用之外，黑磷還有一個殺手锏的應用，就是在生物醫學方面。張晗表示，黑磷在生物意義上有許多優點，一是吸光系數非常高，吸收效率比石墨烯高許多，能夠把光轉換成熱，能夠利用激光的熱效益殺死腫瘤、癌細胞；二是黑磷的褶皺結構，可以為許多藥物提供負載，包括化療藥物、抗帕金森的藥物等，将它們運送到靶向的位置；三是生物兼容性好，生物毒性低，且能夠降解，而不像石墨烯，會比較穩定在老鼠體内，很難降解。目前，團隊在這方面的研究也走在了世界前列，吸引了許多國際同行前來合作交流。

從微電子和光電子的應用，到國防應用、生物應用，如果說黑磷應用上的每一次突破，都是一次拓荒之旅，那麼張晗就是那位拓荒人。“這些是從0到1的研究，沒有任何經驗可循，沒有人也沒有任何參考文獻告訴你行還是不行，但你必須去勇闖這個無人區。”

為何敢于一次次向無人區挺近？張晗如此告訴深圳商報記者，“隻要這項科研能代表深圳，我們就去做！”而他經常給到團隊成員的一個思考問題就是，“如果這個問題不能夠代表深圳，不能夠做到世界領先的話，我們是不是可以不用做。”

創新沒有回頭路

讓深圳成為創新創業天堂

如今，黑磷工程實驗室用突出的科研成果，為深圳在光電工程領域赢得較大國際影響力和地位。這些研究有何意義？張晗說，這相當于為深圳光電産業的發展提供了一張重要的底牌。

深圳擁有華為、中興、大族激光等一批龍頭企業，産業基礎雄厚。深大長期從事光電子器件與芯片研發，一些好的學術研究成果能夠快速在深圳實現産業落地。他相信，“産學研快速結合，深圳的光電産業底蘊十足，發展前景向好！”

“創新這條路一旦選擇了，就沒有回頭路。”張晗對團隊的要求非常高，希望每一個人都能夠做出原創性的工作。即便如此，團隊成員依然具有超強凝聚力，在他的帶領下在這條黑磷應用的拓荒路上奮勇前行。

談及帶領團隊成功的經驗，張晗說，最重要的是要給團隊成員充分的成長空間，要換位思考，考慮他們的利益，未來的發展。而他的學生，也在接受記者采訪時表達了對于這位導師言傳身教帶來的影響的感恩之情。“有時淩晨兩三點的信息，張教授都及時回複，因為他非常重視學生的每一次實驗的反饋。”

“始于科技，融于産業，造福蒼生”，張晗說，這是團隊的願景。“我們具有産教融合的特色，團隊培養的學生既有科研思維，也有産業思維。希望深圳吸引更多優秀人才，在這裡創新創業，将我們的科研成果在深圳落地轉化，讓深圳成為一座理工科博士創新創業的天堂。”

審讀：譚錄崗

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