“我今天可以滿懷理想，充滿信心地在科學(xué)研究的道路上開(kāi)疆拓土，第一是因?yàn)槲麟娺@所信息領(lǐng)域的傳統(tǒng)名校給我提供了豐富的科研資源，第二是因?yàn)楹萝S院士給我指明了‘非硅微電子學(xué)’的研究方向。世間千里馬常有而伯樂(lè)不常有，郝老師無(wú)疑是這樣的大師級(jí)人物?！?/p>
多年沒(méi)有像樣的科研成果，好幾次差點(diǎn)放棄學(xué)術(shù)研究；借著鍺錫材料出現(xiàn)的東風(fēng)，他終于迎來(lái)科研的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，國(guó)際上首次制備出高性能鍺錫CMOS器件，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)世界“首次”和最高紀(jì)錄。西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院韓根全教授。他提起這些布滿荊棘的科研征途時(shí)卻總是淡淡一笑，云淡風(fēng)輕的樣子。
“沒(méi)理想，吃不得苦；沒(méi)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(xué)：“不是我笨，是得站得高、看得遠(yuǎn)”
本科就讀于清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系，在偶爾一次旁聽(tīng)一堂半導(dǎo)體物理課后，韓根全對(duì)半導(dǎo)體器件方向產(chǎn)生濃厚興趣并最終進(jìn)入中科院半導(dǎo)體所讀直博；期間他沒(méi)做出什么像樣的成果僅僅調(diào)試了5年CVD設(shè)備——設(shè)備一次又一次出問(wèn)題，一次次跟維修師傅熬通宵找出問(wèn)題癥結(jié)所在，最終長(zhǎng)出了一片又一片硅片鍺片，并給師弟們留下了一臺(tái)性能優(yōu)異的材料生長(zhǎng)設(shè)備。
這些實(shí)實(shí)在在、浩繁復(fù)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(shí)光虛度。然而世界上終歸沒(méi)有白費(fèi)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(huì)到這一點(diǎn)。又有誰(shuí)能知道這一番心血會(huì)把他引向哪一個(gè)轉(zhuǎn)折路口呢？
本科到博士，韓根全度過(guò)了一段勤奮而迷茫的時(shí)期。“無(wú)論如何努力都沒(méi)能做出好成果。好幾次差點(diǎn)放棄做研究。”到了新加坡國(guó)立大學(xué)，韓根全才找到了問(wèn)題的癥結(jié)。“許多人不比我聰明啊，放國(guó)內(nèi)他們也未必考得上清華，”韓根全開(kāi)玩笑道，“為何卻能做出那么多優(yōu)異成績(jī)？自己揣著理想，勤奮又不笨，怎么就是做不好？后來(lái)才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題在于，以前自己站得不夠高，看得不夠遠(yuǎn)，對(duì)方向的選擇和把握不足，再勤奮也沒(méi)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(duì)任何研究者來(lái)說(shuō)都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如何一次次從想要放棄到把自己硬生生拉回實(shí)驗(yàn)室，韓根全反復(fù)說(shuō)著“理想”與“情懷”這兩個(gè)詞——他的理想是在科學(xué)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(shù)；情懷是對(duì)所做科研目標(biāo)勇往直前的堅(jiān)定信念，和對(duì)學(xué)校和國(guó)家發(fā)展的奉獻(xiàn)精神。
韓根全最終在新加坡國(guó)立大學(xué)轉(zhuǎn)向了微電子器件方向，借著“鍺錫材料”的東風(fēng)，駛?cè)胙芯康母咚俾贰Ｓ欣硐氲娜硕己苄量?，但理想讓他們?lè)在其中?！靶录悠碌腨eo Yee-chia教授每天只睡四五個(gè)小時(shí)，凌晨三點(diǎn)開(kāi)會(huì)討論是常態(tài)。大半夜學(xué)生誰(shuí)也不敢走，會(huì)議室坐得滿登登。導(dǎo)師常?！邸幌峦崎_(kāi)門，指著一個(gè)學(xué)生就說(shuō)，‘你把下一個(gè)版本發(fā)我看一下’?！睂?dǎo)師和同學(xué)的勤奮程度讓韓根全深深震撼又深受啟發(fā)，“站位高，對(duì)方向的把握和選擇又很準(zhǔn)確，還如此刻苦，如何不出成果？在工程領(lǐng)域，不做出這樣的努力休想在國(guó)際學(xué)術(shù)界有立足之地。他們讓我知道，做科研，一要站高起點(diǎn)，抓住至高點(diǎn)和難點(diǎn)，二是要腳踏實(shí)地實(shí)實(shí)在在的付出?！弊源?，韓根全也成為了通宵討論研究問(wèn)題大軍的一員。
到2013年，當(dāng)時(shí)還只是博士后的韓根全，因其優(yōu)異的成果，帶領(lǐng)著一個(gè)鍺錫團(tuán)隊(duì)開(kāi)展工作，拿著新加坡國(guó)立大學(xué)助理教授的工資。這一年，導(dǎo)師以提高薪水并提供更高職位來(lái)挽留韓根全。心中長(zhǎng)留著“情懷”二字，“我要回到我的祖國(guó)了?！表n根全這樣告訴對(duì)自己有知遇之恩的導(dǎo)師YEO Yee-chia后，毅然回到了中國(guó)。
“回國(guó)之初，由于對(duì)國(guó)內(nèi)的情況不了解，我先到了重慶大學(xué)，但那里畢竟沒(méi)有微電子的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，研究打不開(kāi)局面。此時(shí)，命運(yùn)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(lái)到了這里。當(dāng)時(shí)想法很簡(jiǎn)單，哪兒能讓我實(shí)現(xiàn)理想，我就去哪兒?！痹陧n根全看來(lái)，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(kāi)。
科研：借鍺錫材料的東風(fēng)
在韓根全看來(lái)，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(kāi)創(chuàng)性的成果。
初到新加坡國(guó)立大學(xué)，韓根全在導(dǎo)師指導(dǎo)下開(kāi)始了以硅為材料的隧穿晶體管（TFET）研究。從一開(kāi)始無(wú)論如何都達(dá)不到亞閾值擺幅低于60 mV/decade的要求，到在國(guó)際上首次研制出GeSn MOSFET和TFET器件，并在微電子器件領(lǐng)域建立一些影響，韓根全用了五年左右時(shí)間。
“頭三年，利用硅作為材料，我們就是沒(méi)法到達(dá)導(dǎo)師的要求。我的團(tuán)隊(duì)成員都很優(yōu)秀，實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)越、基本功也很扎實(shí)，但就是做不出。不僅我的研究生涯面臨著結(jié)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(gè)關(guān)鍵時(shí)候，在半導(dǎo)體所那臺(tái)韓根全調(diào)試了五年的設(shè)備上，他曾經(jīng)的師弟長(zhǎng)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(xué)生期間就養(yǎng)成的習(xí)慣。這個(gè)習(xí)慣不僅僅能夠讓他融會(huì)貫通多個(gè)交叉學(xué)科，提供給他源源不斷的科研靈感；在事業(yè)的低潮期，這個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)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(shí)他注意到了這個(gè)新成果?！皫煹苷f(shuō)是受我啟發(fā)，我在博士畢業(yè)時(shí)曾說(shuō)今后這臺(tái)外延設(shè)備可以長(zhǎng)出高質(zhì)量的鍺錫材料。這事后來(lái)我卻忘記了?！表n根全用嘿嘿一笑來(lái)詮釋自己的幸運(yùn)。
韓根全在半導(dǎo)體所的導(dǎo)師將幾十片材料送給了這個(gè)在他看來(lái)靠譜且踏實(shí)的學(xué)生，“十分珍貴，國(guó)際上都沒(méi)有?！表n根全至今對(duì)導(dǎo)師的信任充滿感激。隨后，韓根全團(tuán)隊(duì)克服了一系列工藝難題，在國(guó)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(kāi)了鍺錫（GeSn）電子器件研發(fā)的序幕。
“2011年初，我建議新加坡國(guó)立大學(xué)的導(dǎo)師與中科院半導(dǎo)體所合作開(kāi)發(fā)鍺錫器件。5月底長(zhǎng)材料，很快就制備出高遷移率GnSn溝道pMOSFET器件，實(shí)驗(yàn)證明應(yīng)變GnSn比Ge器件的空穴遷移率提高了66%。”這項(xiàng)成果以late news的形式發(fā)表于2011年IEEE International Electron Devices Meeting（IEDM）年會(huì)上。作為國(guó)際微電子器件領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議，IEDM素有“微電子器件領(lǐng)域的奧林匹克盛會(huì)”之稱。
來(lái)到西電加入到郝院士課題組以后，韓根全研究的重點(diǎn)依然是鍺基溝道CMOS器件這一國(guó)際微電子前沿領(lǐng)域。2014年，他的團(tuán)隊(duì)獲得了鍺錫pMOSFET空穴遷移率國(guó)際最高紀(jì)錄（845cm2/Vs），比硅器件提高了5倍以上，結(jié)果發(fā)表在2014年IEEE VLSI Symposium on Technology（VLSIT）上。2016年，他的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)高遷移率應(yīng)變Ge pMOSFET，比Si器件遷移率提高18倍。2016年，他帶領(lǐng)研究生國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)鍺和鍺錫的負(fù)電容晶體管，最小亞閾值擺幅達(dá)到21 mV/decade，該成果在IEDM 2016上發(fā)表。
伴隨著“鍺錫材料”的東風(fēng)，韓根全已發(fā)表多篇學(xué)術(shù)文章，學(xué)術(shù)研究穩(wěn)步前進(jìn)?！拔覀?nèi)f事俱備只欠東風(fēng)，而鍺錫就是東風(fēng)。我們?cè)谑≈蟹e累的很多東西在鍺錫出現(xiàn)后派上了用場(chǎng)?！币?yàn)檫@段經(jīng)歷，韓根全也常告訴學(xué)生，要學(xué)會(huì)在不成功和不順心的事中學(xué)會(huì)積累，“沒(méi)關(guān)系，早晚會(huì)遇到突破點(diǎn)。但那個(gè)過(guò)程很痛苦，理想和情懷就是我們堅(jiān)持下去的動(dòng)力?！?/p>
人才培養(yǎng)：要做好這三件事
韓根全從2013年開(kāi)始在國(guó)內(nèi)帶研究生，學(xué)生已經(jīng)發(fā)表高水平SCI論文幾十篇，多次國(guó)際會(huì)議口頭報(bào)告，獲得國(guó)獎(jiǎng)八人次，有研究生獲得國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議excellent student paper award，更有學(xué)生登上了國(guó)際微電子學(xué)界的王牌會(huì)議IEDM和VLSIT的演講臺(tái)，向全世界口頭報(bào)告了團(tuán)隊(duì)的最新研究論文，并獲得了來(lái)自加州伯克利分校、普度大學(xué)、東京大學(xué)、IMEC的知名學(xué)者的關(guān)注，要求和韓根全課題組展開(kāi)進(jìn)一步的合作。這些學(xué)生的豐碩成果，離不開(kāi)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(guó)、出境開(kāi)會(huì)，去國(guó)際重要會(huì)議上做口頭報(bào)道，第二件事是要獲得一次國(guó)獎(jiǎng)，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(duì)學(xué)生成長(zhǎng)的激勵(lì)作用。
第一次參加國(guó)際會(huì)議的學(xué)生們往往緊張到吃不下飯。韓根全便安慰說(shuō)：“哪怕站在臺(tái)上20分鐘一句話不說(shuō)也沒(méi)關(guān)系?！倍凉u入佳境的學(xué)生們最終作了一場(chǎng)場(chǎng)很出色的口頭報(bào)告。多次重要會(huì)議的歷練，韓根全期望中的蛻變?cè)趯W(xué)生身上悄然發(fā)生。“許多原本默默無(wú)聞的學(xué)生，有過(guò)這樣的經(jīng)歷后，講話、講故事、作報(bào)告的方式，與以前截然不同?！痹S多學(xué)生在國(guó)際大會(huì)上做完報(bào)告后，多位國(guó)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(jì)劃送十人次出國(guó)開(kāi)會(huì)。我還鼓勵(lì)他們每到一個(gè)地方，都到標(biāo)志性地點(diǎn)走一走，了解當(dāng)?shù)氐娜宋娘L(fēng)情?！痹诮衲陜?yōu)研計(jì)劃導(dǎo)師宣講會(huì)后，二十多位學(xué)生被韓根全新穎的培養(yǎng)理念吸引，將他團(tuán)團(tuán)圍住?！斑@是一個(gè)很有趣且快樂(lè)地完成研究生生涯的方式。想到可以去國(guó)際會(huì)議做口頭報(bào)告，學(xué)生很開(kāi)心，做得也帶勁，就會(huì)督促自己不斷進(jìn)步，很容易出成果。這是很好的促進(jìn)方式，有了這個(gè)目標(biāo)，做科研就成為一種享受，要讓這個(gè)事業(yè)真正吸引他。
許多導(dǎo)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(bǔ)一些。而做口頭報(bào)告、拿國(guó)獎(jiǎng)只能靠自己。重要的是學(xué)生真正進(jìn)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(gè)詞，“對(duì)年輕學(xué)者來(lái)說(shuō)這兩點(diǎn)很重要,成功與否、錢多錢少不重要，但要對(duì)得起國(guó)家、對(duì)得起學(xué)校、對(duì)得起學(xué)生。”
“與物理、數(shù)學(xué)等主要依靠個(gè)人能力的學(xué)科不一樣，我們做工程的更需要團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)的傳承和好的平臺(tái)的搭建。如今西電微電子學(xué)科為我們提供了很好的平臺(tái)，人才云集，學(xué)院會(huì)發(fā)展得更好！”
（文/西電新聞中心·付一楓）
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