王欣然：新型二维有机材料制造晶体管 核心指标达到国际领先水平

    29岁评上教授、入选首批“青年千人计划”、获“中国青年五四奖章”、长江学者……如此多荣誉赋予一个“80后”海归令人炫目的光环。他是南京大学电子科学与工程学院教授王欣然，2011年在美国做完博士后，选择回国工作。对于原创科研，这个35岁的青年海归有着近乎痴迷的认真和严谨。

    21世纪科研，最大的机遇在中国

    王欣然是美国科学院院士戴宏杰的学生，在校期间表现优异，也有机会在美国找到一份不错的教职。但他还是选择回国，因为他坚信“21世纪科研，最大的机遇在中国”。

    “我做出回国的决定其实没有多少犹豫。”这个年轻的博导说，中国提出“科技强国”“人才强国”战略，对于一个立志搞科研的人来说，是个难得的机遇。“更重要的是，我在国外感觉不踏实，回国后才有归属感。”

    王欣然说，他在斯坦福大学读博期间，用的设备很多都是工业界捐赠的淘汰下来的设备。如今，他的实验室新购买的设备，都是全世界最先进的。“现在国内的科研条件，尤其是硬件，绝不比国外差，很多地方还更好。”

    国家的政策关怀也让他倍感温暖。王欣然一回国就入选国家“青年千人计划”，国家和学校配套了600万元科研经费，还帮助解决了住房、孩子上学等生活问题，让他可以心无旁骛做科研。

    研究对象越薄，对科研厚度的要求越高

    随着硅基集成电路逼近极限，寻找新一代信息技术的新材料、新结构和新原理成为世界科研热点。一直从事石墨烯等二维材料研发的王欣然，无疑站在了时代潮头。

    “二维材料的厚度只有一个纳米左右，相当于一张纸厚度的十万分之一。”通过实验室的显微镜和显示屏，王欣然给记者展示研制出的新型二维层状半导体材料——硫化钼。他的实验室用这种材料做成的晶体管，运行速度达到同类材料的世界最高水平。

    整天和“超薄”的二维材料打交道，王欣然对科研的“厚度”却有着极其严格的要求。每周，他都带领团队成员梳理分析世界研究的最新进展，讨论研究方向。而对于实验的每一个数据，论文的每一个单词，他都反复核算，确保无误。

    在生活中，王欣然被学生们亲切地称为“老王”，师生常常一起吃饭，一块打羽毛球。但只要涉及科研，他立即就会变身为严肃的“王教授”，对每一个数据和细节都有近乎苛刻的要求。

    “生活中可以放松，但科研时必须严谨。”王欣然说，在美国斯坦福大学、伊利诺伊大学的7年学习经历，让他养成了严格的学术规范和态度。

    回国短短5年，王欣然带领团队在《自然》子刊、《物理评论快报》、《先进材料》等国际著名期刊发表30余篇论文，被美国物理学会、自然出版集团等进行专题报道，至今仍保持着石墨烯场效应晶体管开关比的世界纪录。

    一次意外尝试，激发原创科研

    对科学的严谨并不意味着失去探索未知的勇气。王欣然回国初期，由于研究方向在国内是空白、新购设备还没到位，他和三个学生靠着“蹭设备”做实验，在二维有机半导体方面的研究走在了世界前列。

    科学界研究的二维材料长期集中在无机领域。为了取得竞争优势，王欣然在研究中引入有机材料，最初的打算是把有机材料生长到石墨烯表面。但实验中，他们意外发现，一些有机材料的生长比他们预想的“更有意思”，通过一种气相生长方式，可以生长成只有一个纳米厚的单层。由这种新型二维有机材料制造的晶体管，核心指标达到国际领先。

    这次意外发现让他们对二维半导体材料的研究从无机拓展到有机。2014年，这项研究成果发表在《自然》子刊，引起世界关注。2015年，美国国防部立项重点研究二维有机材料。

    王欣然的原创科研还在不断拓展。“最新的研究方向是柔性电子学，比如可穿戴人体健康监测设备。”这个执著创新的山东小伙透露，目前，他们正在尝试把电子器件做在很软的橡胶上，厚度只有零点几毫米，完全贴合皮肤，可通过体温、汗液等实时监控人体健康状况。<