成功研製出基於氧化物TFT技術的國內第一塊彩色透明AMOLED顯示屏
2018年1月19日,愛思唯爾發布了2017年中國高被引學者榜單。華南理工大學材料科學領域曹鏞、黃飛、吳宏濱共同入選,他們都來自同一個團隊——「有機高分子光電材料與器件教師團隊」。
這個團隊,在中科院院士曹鏞的帶領下,多年來不僅獲得了多項優秀教學科研成果獎,培養出了獲得中國青少年科技創新獎、全國百篇優秀博士學位論文、中國大學生年度人物等榮譽的一大批優秀人才,而且研發出了國際上第一塊全印刷OLED顯示屏,基於氧化物TFT技術的中國第一塊全彩色AMOLED顯示屏、第一塊透明AMOLED顯示屏,以及第一塊彩色柔性AMOLED顯示屏。團隊的科研和教學工作,助推著國家和相關產業的發展和超越,力爭推動該領域產品由「中國製造」轉變為「中國智造」……
團隊建設:搭平臺傳幫帶 引育並舉
1997年,曹鏞到廣州進行學術交流,華南理工大學劉煥彬校長邀請他前來主持創立一個高分子光電材料及器件方面的實驗室,填補廣東在此領域的空白。經過慎重考慮,曹鏞1999年決定加盟華南理工大學,著手籌建高分子光電材料及器件研究所,自此紮根在這片生機勃勃的嶺南大地上。
曹鏞來到華工後,從無到有創建了廣東省內第一個有機/聚合物光電功能材料與器件及系統集成實驗室。
「光電所堅持『兩條腿走路』培養人才,一是自己培養人才,二是引進高層次人才,根據各個建設層次的需要,充實不同層次的人才,才能建成一個有活力的科研教學體系。」
團隊骨幹成員黃飛、吳宏濱都是曹鏞院士的學生,如今,師生三人都躋身高被引學者行列。而黃飛、吳宏濱兩位老師指導的學生中的佼佼者段春暉、何志才也都在學有所成之後加入了團隊之中。
雖然團隊培養了諸多優秀的人才,但團隊絕不會閉門造車,而是打開胸懷廣納人才。廣東省首批(或最早)珠江學者,現任華南理工大學材料學院院長就是最早加入光電所團隊的物理學家,一直擔任光電所副所長,對光電所團隊發展居功甚偉;近年來教育部長江學者特聘教授、國家傑出青年基金獲得者、高分子光電材料知名學者馬於光教授加入了團隊,現任發光材料與器件國家重點實驗室主任;以及國家傑出青年基金獲得者馬東閣教授、陳軍武教授和蘇仕健教授,葉軒立教授、解增旗教授和段春暉教授等一批知名學者的加入,為團隊整體水平的提高,研究方向的擴展進入了一個新的層次。
團隊在外專局和教育部111引智計劃的支持下,致力於與國際有機高分子光電領域一流實驗團隊開展高水平合作交流,不遺餘力的把諾貝爾獎得主等一批高水平的國際知名學者「請進來」,與團隊骨幹一起合作開展研究。團隊長期與諾貝爾化學獎得主、美國加州大學聖芭巴拉分校的黑格教授,諾貝爾化學獎得主白川英樹教授,有機發光二極體(OLED)發明人、2011年沃爾夫化學獎得主、美國羅切斯特大學鄧青雲教授,PLED發明人英國劍橋大學卡文迪許實驗室前主任R.Friend爵士等10多位國際學術大師和知名學者開展密切合作,在包括Science雜誌在內的頂尖刊物上發表50多篇高水平合作研究論文。
團隊從創建時僅有3名教師,發展到目前擁有22名國際一流人才,包含了中科院院士1人,長江學者特聘教授3人,國家傑青6人,973計劃項目首席科學家3人,青年千人3人,青年長江學者1人。
儘管擁有了「全明星」般的陣容,取得了一流成果,但是團隊一直不忘初心。曹鏞常說,科研工作者要淡泊名利、奉獻科學。他依然拿出創業初始的勁頭,更忘我地工作,更嚴謹地治學。
這種精神通過言傳身教,春風化雨地影響著團隊成員,在團隊中形成了只講奉獻、不求索取的團隊文化。國家的需求、行業的進步、科學的進展永遠排在第一位,這支團隊不僅僅在學術成果上,更在科學精神上做出了一流的表率。
育人:德育智育並重 英才輩出
1999年招收首批研究生,2008年團隊創辦了「信息顯示與光電技術」本科專業,2012年更名為「光電信息科學與工程(光電器件)」……團隊堅持為我國培養有機高分子光電產業技術和研發人才的目標,用行動響應國家及廣東省大力發展戰略性新興產業的號召。
團隊骨幹成員為「光電信息科學與工程(光電器件)」專業開設了18門本科生課程,13門研究生課程,人均學時數超過100學時/年,形成了「以國家和廣東省戰略性新興產業應用需求為引導,以發光材料與器件國家重點實驗室和先進功能材料國際聯合實驗室為支撐,將有機高分子光電技術領域國際前沿科學研究與產業發展有機融入本科教學,培養高水平光電技術人才」的辦學特色。由於團隊在本科教學方面的優秀表現,團隊的該本科專業骨幹於2014年獲第七屆廣東省高等教育教學成果獎二等獎,於2017年獲第八屆廣東省高等教育教學成果獎一等獎。
新時代,團隊本科專業骨幹以培養有機高分子光電領域科研型拔尖人才和應用型創新人才為目標,與廣州新視界光電科技有限公司等單位合作,建設了「虛實結合」的實驗教學體系,大力開展虛擬仿真實驗教學研究。這種人才培養方式受到了業內專家的一致認同,於2016年1月獲批為「光電材料與器件國家級虛擬仿真實驗教學中心」。相關的虛擬仿真實驗教學資源除對校內師生開放外,還為華南農業大學、廣東工業大學、廣東石油化工學院等三十多個高校提供虛擬仿真實驗教學。
團隊非常注重培養學生的科研能力,依託「發光材料與器件國家重點實驗室」等高水平科研平臺,遵循「寓教於研、教研相長、教生共贏」的理念,鼓勵本科生學生積極加課外創新活動。採用「本科生導師制」、「科研興趣小組」等多種方式,以科研項目為載體開展課外科研。近5年,指導本科生參加各類創新科研項目80餘項,各類學術競賽獲獎35項,本科生作為第一作者發表SCI/EI論文30多篇。
在育人工作中,團隊本科專業骨幹堅持以德為先,不但將德育工作落實在育人全過程,更是以身作則,用高尚的道德情操做出榜樣,讓教師團隊的正能量得到傳承發揚。
「我前往留學時,就堅信以後要回國。」赴美國進行博士後研究時,團隊骨幹黃飛這樣考慮。導師的學術水平與人格魅力,不斷提高的科研條件,團隊的學術氛圍,都堅定了他必在國內發展的信心。四年後,他婉拒了外籍導師的盛情挽留,應聘回到母校工作。如今他也已躋身全球高被引科學家,獲得國家傑出青年科學基金,973項目首席科學家……
8年後,相似的一幕再次上演。黃飛培養的研究生、在荷蘭埃因霍溫理工大學從事博士後研究的段春暉選擇回到華南理工大學工作,從事有機高分子光電功能材料的研究。1986年出生的他,是目前華工最年輕的教授之一。問及原因,他這樣回答:「因為這裡是我的祖國,這裡有我的師長和親人。」
近年來,團隊培養出了高校科研優秀成果一等獎、中國青少年科技創新獎等獲得者段春暉,何志才,全國百篇優秀博士學位論文獲得者許運華,第十屆中國大學生年度人物獲得者劉佰全等一批優秀人才。
科研:保持世界前沿 成果豐碩
團隊長期致力於有機高分子平板顯示、白光照明及高分子太陽電池相關材料、全印刷器件製備及OLED平板顯示與驅動系統集成的研究。經過多年的努力,取得了一系列創新性研究成果,在國內外產生了重要影響。
2011年,以本團隊教師為主要力量獲得科技部批准建設「發光材料與器件國家重點實驗室」,曹鏞院士為實驗室主任,2013年參加工材領域國家重點實驗室評估時獲評優秀。僅建設兩年就在「大考」中獲得優秀成績,這在全國重點實驗室的評估中是非常少見的。
團隊成果「新型高分子光電功能材料及發光器件」獲2011年國家自然科學二等獎。同一年,團隊骨幹成功研發出我國首個氧化物TFT驅動的全彩色AMOLED顯示屏;2013年8月,在國內率先成功研發出了基於氧化物TFT技術的厚度10~20um的超薄柔性AMOLED顯示屏,填補了該領域的國內空白。
團隊骨幹還致力於有機高分子太陽電池的研究,該領域的研究也同樣處於世界頂尖水平,團隊在Nature子刊系列雜誌連續發表2篇相關研究的論文。其中,在2012年Nature Photonics上論文被該雜誌選為研究亮點。
2015年,團隊的研究成果「實現高效率有機太陽電池的新型聚合物材料及器件結構」獲得了2015年度國家自然科學二等獎。此前,團隊利用一種倒置結構實現了能量轉換效率達到9.214%的聚合物太陽電池,刷新了同行評審的科學文獻報導中單結聚合物異質結太陽電池能量轉換效率的世界最好水平,由此該成果入選2012年度「中國科學十大進展」。
值得一提的是,團隊發表的研究論文具有重要的國際影響力。中國科學技術信息研究所曾發布2007-2016的10年間中國被引用次數最高的 10 篇論文,團隊就有 2 篇論文入選,分別排名第1及第7。
服務社會:助力「中國智造」 彎道超車
1999年,曹鏞院士回國時,液晶電視和面板還是日韓企業搭臺唱戲的時代。但近年來,先有TCL、創維等中國製造的電視機成為世界市場的主角,後有京東方、華星、天馬等的國產液晶面板全面參與世界競爭, 近年來這些公司在OLED平板顯示屏的大規模商品化生產上發力……而這些,都促進了團隊在有機發光顯示領域進行更深入的研究及為國家對顯示行業技術人才培養更大需求。
團隊與國內大型光電企業如TCL集團、創維集團、京東方、深圳華星光電、維信諾集團等,建立了緊密聯繫,在技術開發、產業人才培養等方面做出了貢獻,產生了較大的社會影響力。在OLED顯示技術領域,已經為京東方、TCL集團、華星光電等多個國內知名企業提供了技術開發服務。
「實現薄、輕、大面積、柔性全印刷型OLED發光顯示屏的產業化是我們長遠的目標。」要推動科技成果轉化為生產力,實現大規模推廣應用,關鍵是要加強與企業的合作。團隊在成立華南理工大學新型顯示技術研究院的基礎上,與深圳創維集團合資成立了「廣州新視界光電科技有限公司」,推動轉化先進的柔性AMOLED顯示技術成果;參與TCL集團成立的廣東聚華印刷顯示技術有限公司,致力於印刷型發光顯示屏技術的產業化研發。
2016年5月12日出版的國際權威科學雜誌Nature,以3個整頁的篇幅刊登了新華社特稿《聚焦廣州:從貿易樞紐到創新熱土》。文章以廣州為例介紹了中國在「十三五」期間創新驅動發展戰略的新舉措,其中重點介紹了華南理工大學在新型顯示技術方面取得的創新成果。
企業發展最需要的就是高素質人才。在產業技術人才培養方面,團隊結合企業需求,開展了「定製型」工程碩士和博士的培養,為改善企業的人才知識結構積極努力。2011年,為TCL集團開設的工程碩士班招生30人。2014年,為深圳華星光電開設的工程碩士班招生80人。另外,團隊還通過開展多層次的技術培訓,為深圳、中山、東莞、佛山、江門、惠州等多地的眾多光電企業員工開展了技術培訓,人數超過2000人。如今,這批學生已經成為珠三角各大中型光電企業的中堅力量,為「中國智造」做大做強貢獻了華工力量。
在成績面前,團隊成員始終保持謙遜,正如2016年,曹鏞院士在獲得廣東省科學技術突出貢獻獎時所言,團隊將努力實現「整體研究能力進入有機高分子光電領域國際一流水平,取得國際公認的突破性、引領性的成果。」