【编者按】青春逢盛世，奋斗正当时。随着“双一流”建设的不断深入，越来越多优秀的南科青年教师，正活跃在教书育人大讲台、科技创新最前沿、服务社会第一线中，在火热实践中绽放出青春绚丽之花。近期，官网推出“南科人·好YOUNG老师”系列报道，通过对学校优秀青年教师群体的深入报道，展示南科教师在教书育人、科研攻关上的奋发作为，进一步凝练“南科人”精神内涵，为“双一流”建设凝聚起更强大的精神力量。

深港微电子学院的实验室里，一片薄如蝉翼的薄膜静静躺在圆形器皿中。这份由北京大学东莞光电研究院送来的样品，正历经香港大学与南方科技大学团队的反复实验，以寻找一条通往规模化制备的路径。

这片薄膜看着平平无奇，实则来自一项极端复杂的技术——它是从金刚石表面被完整剥离下来的。今年3月份，“柔性超平金刚石薄膜”被评为2025年中国科学十大进展，排名第二。

这是香港青年学者李携曦2019年加入南方科技大学之后的第一个科研项目。六年多来，这一跨校合作从未间断。从金刚石上面剥离下的这一层薄膜，揭开的不仅是金刚石半导体技术的一项重要进展，更是金刚石半导体从实验室走向产业化的全新可能。而在李携曦看来，这也意味着坚持与合作的意义，以及前方更多令人期待的工作。

创新技术实现金刚石应用巨大突破

2004年，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫两位科学家首次用胶带剥离出石墨烯，迅速引领了二维材料发展的浪潮，也因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。20年后，碳材料家族另一位成员——金刚石薄膜，也首次实现了大规模剥离，这就是“柔性超平金刚石薄膜”的科学发现。

这一研究基于薄膜生长界面的非对称模型，创造性地开发出一种“边缘暴露剥离”方法，采用“一步法”实现英寸级柔性超薄、超平整金刚石薄膜的规模化制备。通俗来讲，就像在玻璃表面贴上透明胶带，通过精巧设计能让金刚石膜像便利贴一样被完整撕下，彻底颠覆了传统打磨减薄的加工模式。

“这项工作的价值，不仅在于提出了一个新的工艺思路，更在于它有希望成为高性能金刚石薄膜制造与集成的一条可行路径。”李携曦认为，这项创新最重要的价值在于，它为高质量、超平整、可转移的金刚石薄膜提供了一条新的实现路径。

项目团队在“中国科学十大进展”专家解读会上合影（右二为李携曦）

“金刚石本身具有非常突出的热学、力学、光学和电学潜力，但过去真正限制它走向更广泛应用的，并不是材料本身不够好，而是它难以做成可集成、可加工、可扩展的薄膜平台。”李携曦告诉我们：“这条技术路线进一步成熟后，未来有望在几个方向发挥作用。第一，是高功率电子和热管理，因为金刚石在散热方面有天然优势；第二，是高性能光电子和集成光子学，包括高稳定、高品质的光学器件；第三，是柔性电子和异质集成，因为当材料能够以薄膜形式实现转移和集成后，器件设计空间会大很多。”

当然，从实验室成果走向工程应用，还需要经过工艺稳定性、成本控制、批量一致性和系统级验证等一系列工作。“所以我更愿意说，这项成果为未来应用打开了一扇门，下一步还需要材料、器件、工艺和产业多方面一起推进。”

“连接”大湾区三地团队默契协作

六年磨一“片”。被业界评价为具有“里程碑意义”的这项成果，正是由粤港澳大湾区的三家单位——香港大学、南方科技大学、北京大学东莞光电研究院的研究团队携手取得的。李携曦告诉我们：“这是多个团队围绕同一个关键科学问题、长期协同攻关的结果，而每个研究团队，都发挥了非常重要且不可替代的作用。”

       在这个项目中，团队主要围绕关键工艺设计、材料加工、高性能验证以及应用拓展等方面展开，尤其关注的是如何把材料制备走向可控、可扩展、可用于后续器件与集成的平台技术。

南科大的仪器设备是李携曦团队工作的“利器”。“很多实验都是在校内的测试中心以及微纳加工平台完成的，用到了微纳加工设备、刻蚀设备等，尤其是特种气体相关设备。这方面南科大很有优势，港大团队在研究中也经常到南科大来使用我们的设备。”

李携曦其实是这三个团队的“连接者”：“我和港大电机电子工程系的褚智勤老师是在港大的时候就认识了，我们年龄很接近，都是‘85后’，而我与北大东莞光电研究院的王琦老师是在加拿大做博后的时候认识的，他回国比我早一些。所以当时我就把两位老师拉到了一起组成这个项目，到现在配合得都特别好。”

这是李携曦2019年来到南科大之后的第一个项目，也是自称“I人”的他第一次与其他团队合作。“我自己性格比较内向，其实不太喜欢频繁合作，但这两位老师给我感觉非常可靠。这个周期里，我们成果其实挺多的，今年3月，我们发了一篇《Science Advances》，也是关于金刚石薄膜的新发现。”

但在2024年底，“柔性超平金刚石薄膜”成果在《Nature》发表之前，研究过程也并非一帆风顺，其中有一年多时间里进展非常缓慢，项目中的一位博士后甚至因挫折而离开课题组。李携曦和褚智勤当时都还在预聘考核期，能否快速拿出成果十分关键。但他们都决定耐心等待。

“中间经历了大量失败，但学生们也非常刻苦，我们也从来没有动摇过。”李携曦说，金刚石和宽禁带半导体本来就是他们核心的项目之一，即使一时没有大的突破，也从未想过更换方向。

峰回路转来自一次意外——港大课题组博士生、在李携曦课题组先后担任研究助理与访问学生的景纪祥，一直在尝试各种方法，去制备一张平整的金刚石膜。有一次，他不小心碰破了金刚石块，发现其边角有一小片翘起来了，他闪过一个念头：“能不能直接用剥离的方法把膜揭下来？”沿着这个思路，他们不断调整参数，最后终于通过力学手段，实现了一大片完整金刚石膜的剥离，从而首次实现了金刚石薄膜的大规模剥离。

“这次的成果，得益于合作单位之间的互相信任与优势互补。我们这次合作的三方都有共同的目标，互相信任，而且分工清晰：理论、实验、材料生长各有所长，但又各有交叉。地理优势也很明显，在香港、深圳、东莞之间，频繁的样品输送、设备使用都非常方便。”李携曦说。

他更将这次成果视为一次“阶段性的成绩”。“其实这个领域跟很多行业都有关系，也非常有研究价值，我相信只要做下去，就一定会有收获，只是能做到什么高度，我们其实没有把握。接下来，我们还会继续深入探索。”

香港青年的学术“双城记”

李携曦是土生土长香港人，在港大读本科、直博，在加拿大做博士后，后来又回到港大。一河之隔的南科大对他并不陌生。“南科大刚创办时，我在港大读书，就一直在关注，这是一所新型研究型大学，有开创性、成长空间大。”

2019年，李携曦加入南科大，很快融入了这里的氛围。“南科大对前沿研究和交叉创新的支持力度非常大。学科布局灵活，跨学院、跨方向的合作氛围很强，我们平时遇见不同研究方向的同事，大多数都会聊一会，很多思路也得到互相启发。在大湾区，技术转化、产业协同也很便利。”

李携曦开设的课程包括《氮化镓材料与器件》等与宽禁带半导体相关的课程，这是学校最大规模的课之一——因为微电子学院本科生人数众多，作为本科核心课程，每节课都有140名学生。即使用了最大的教室，也塞得满满的。“一开始有点被人数吓到了，又怕我普通话讲得不好，又怕讲英语有同学跟不上。但好在南科大的同学都非常好学、很聪明，现在我上课也有了自己的一些方法和心得。”李携曦说，“对于微电子这样实践性和前沿性都很强的学科来说，我一直认为教学不能停留在教材层面，而应该帮助学生建立从基础理论到前沿问题的连续认知。”

在课堂上，他通常会把教学分成几个层次。第一层是把基本原理讲扎实，比如半导体材料特性、器件物理、结构设计和关键工艺；第二层是结合领域里的代表性进展，让学生知道“这个方向目前发展到哪里了”；第三层则是通过论文讨论、案例分析、开放问题或者小型课程项目，让学生去思考：为什么别人这样设计？这个瓶颈在哪里？如果换一个思路会不会更好？“像我们刚发表的金刚石薄膜相关研究，我也会把它作为一个案例带到课堂里，但重点不是告诉学生‘这是我们的成果’，而是借这个例子让他们看到，一个前沿成果背后往往包含材料、工艺、机理、器件和应用多个层面的逻辑。这对于训练学生的科研思维和工程思维都很重要。”

        未来一段时间内，李携曦说，自己将带领团队重点推进三个层面：把高质量金刚石薄膜及相关材料平台做深做实，不仅性能更高，更要变成可重复、可扩展、可集成的技术平台；推进器件化和系统化集成，把金刚石与宽禁带半导体、光电子器件、集成器件、先进传感系统结合起来，形成完整技术链条；面向代表性应用方向开展验证，包括高功率电子、热管理、先进光电子器件、柔性集成系统、高端传感等。“不仅希望能产出一批有影响力的文章，更建立起具有持续竞争力的研究方向和技术平台。”

“材料与器件这个领域是现代技术体系里非常坚实的底座。能真正改变产业和社会进步的技术，往往离不开材料和器件的长期积累。”李携曦的感触很深：“很多问题没那么快出结果，甚至会反复失败。但正因为如此，一旦做出来，价值往往是深远的。”

“首先，要耐得住时间。”他最后说。

采写：韩文嘉

摄影：张晓燕

主图：丘妍