系主任访谈录:访材料科学与工程系主任程鑫
2015年09月29日 科研新闻 浏览量 :509

          编者按:学科发展是学校发展的重中之重,近期我们对各新任系主任进行了专访,系列推出,以飨读者,本期的专访对象为材料科学与工程系主任程鑫教授,分享他在学院建设、科研与教学改革、产学研转化等方面的创新和工作思路。

  • 从第一个晶体管问世算起,半导体技术的发展已有多半个世纪了,现在它仍保持着强劲的发展态势,继续遵循Moore定律即芯片集成度18个月翻一番,每三年器件尺寸缩小0.7倍的速度发展到现在片径300mm的14纳米技术节点。大尺寸、细线宽、高精度、高效率、低成本的IC生产,对半导体设备带来前所未有的挑战。

  • 半导体加工几十年里一直采用光学光刻技术实现图形转移。然而,由于光学光刻技术固有的限制,已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展。在下一代图形转移技术中,电子束直写、极端紫外光刻、嵌段高分子自组装和纳米压印技术占有重要地位。其中纳米压印技术具有精度极高、成本低和工艺简单的优点,是纳米尺寸电子器件的重要制作技术。

  • “有机电子”,“柔性显示板”,显示屏未来也许可以薄如纸,而且软软的随意歪曲;基于“柔性传感器”的智能皮肤放在机器人身上,未来机器人也许和你一样,冷暖自知。用微纳加工制造的传感器阵列应用到人身上,让人更强大,给盲人重见光明,让聋哑人听到声音!这些高科技都新奇吗?快快来南科大材料系程鑫教授这里来学习吧。

 

程鑫教授: 1997年获得中国科学技术大学地球化学学士学位;1999年获得美国斯坦福大学地球化学硕士学位;2005年获得美国密歇根大学电子工程博士学位,专业方向是半导体材料与器件。2005年美国普渡大学博士后研究员。2006年至2012年在美国德克萨斯农工大学任教。2011年获得美国国防部高级研究计划署青年学者奖(DARPA YFA);同年获美国国家自然科学基金会职业奖(NSF CAREER)。现为南方科技大学材料科学与工程系教授、目前致力于微纳结构加工与应用研究。

关于科研,微纳加工所需特殊的研究平台“超净室”已初步建成

问:您能给我们介绍一下目前您所研究的微纳加工领域吗?

程鑫:目前所做的研究是材料学的一个分支,半导体材料的加工与制造,比较前沿的微纳加工。通俗的说就是制造微小的结构,越小越好。一个纳米是一毫米的百万分之一,比身体细胞要小1万倍,比单个DNA分子还要窄。从几个纳米到几百微米是我们的感兴趣的研究范围。目前集成电路制造最前沿的是14纳米半导体加工,我们研究的目标是可以再往前推进一步,做到更小。微纳加工的应用范围非常广泛,包括集成电路芯片、微机电传感器、平板显示、信息存储器件等等。现代微纳加工技术也越来越多的应用到生物医学工程中的研究,包括单细胞研究和单个DNA分子的操控。微纳加工是当代工科技术的最前沿领域之一,在方方面面深刻地影响着我们的生活。

问:在研究方向上,南科大材料科学与工程系重点发展哪些方向?为什么?

程鑫:南科大材料系的定位是根据国家的发展需要,广东省和深圳市的产业布局,结合目前已引进教授的专业特长,选定重点发展8个方向,能源材料与器件、有机电子、生物和医学材料、信息材料、软物质材料、航空航天材料、高端制造技术(包括粉末冶金和增材制造)、微纳结构加工与应用。在后续发展过程中再优中择优,形成南科大的标志性研究方向。

关于材料系整体规划,服务国家、广东省、深圳市急需的重大研究领域,10-15年建成国际知名的材料学科研究基地

问:您对南科大材料科学与工程系的总体规划是什么样的?

程鑫:作为南科大的一个重要工科系,材料系的总体目标当然是和南科大的目标一致的,也就是服务创新型国家建设和服务深圳创新型城市的建设。在学科研究方向的设置,人才培养的设置,课程的设置等方面都是要服务国家、广东省、深圳市急需的重大研究领域,在集成电路制造,中国制造2025,工业4.0,机器人,物联网等方面提供支撑。以上任何一个大技术领域都与材料密不可分,材料是实现这些技术的物质基础,我们的总体规划是在这些国家需要的重大领域提供支撑,从材料的角度来促进这些领域的发展和进步。

问:南科大材料科学与工程系在近期、中期、远期的设想是什么?

程鑫:近期(1-3年)是建设阶段。我们刚刚开完材料系的战略发展研讨会,规划了很多教学、科研和人才培养方面的工作任务,需要一步步完成这些任务,为材料系的发展奠定良好基础;中期(4-5年):腾飞阶段;如果我们前期的设计合理,工作积极,预期在科研、教学和人才培养方方面面实现质的快速提升;稳定产出一流知识创新成果,同时在创业和技术成果转化上形成蓬勃的氛围。协同南科大其他院系,力争五年后材料学科进入全国前五名。远期(10-15年),建成国际知名的材料学科研究基地,从创业的角度希望有材料系师生创办的上市企业。

问:南科大材料科学与工程系的建设有国外高校的追赶目标吗?

程鑫:在设计规划阶段,我们一直参考国内最好的材料院系,包括上海交通大学、清华大学、北京大学、浙江大学和复旦大学。但鉴于规模有限,我们必须有所取舍,重点发展未来前沿重要领域。国外高校方面主要参考麻省理工、伊利诺伊大学、密歇根大学、斯坦福大学等,在研究领域、课程设置上是在调研以上国内外高校的基础上确定的。

问:南科大材料科学与工程系在交叉学科的建设方面,有哪些打算?

程鑫:材料学科天然就是交叉性极强的学科,学科交叉本来就是材料学的基因特征之一;在工学院内,与电子工程、机械与能源系、生物医学工程、环境科学与工程等系有很多的研究交叉领域;在理学院内,物理、化学和生物很多前沿研究方向都涉及到材料,或者这些领域的知识对材料学的研究和发展至关重要。例如做电子材料,要用到固体物理的知识;做有机电子,有机半导体的合成离不开有机化学;生物材料离不开生物学。甚至包括数学,在材料理论计算与模拟中能发挥重要作用。这种内在特征决定材料系能很自然地其他院系形成交叉研究中心。

南科大的规划设置纵向是院系管理,横向是动态的研究中心的管理。材料系从发展的角度会积极协同其他院系的教师,就当前社会高度关注的重大研究方向,组织跨学科和专业的研究中心。像新能源研究中心,软物质研究中心等等,都需要不同专业教授来参与和推动。

关于人才引进,从过去的守株待兔转变到主动出击

问:在材料科学与工程系人才引进方面,您的规划和措施有哪些?

程鑫:总目标是40名教授,按照8个研究方向来分,每个方向上有3-7名教授。大的研究方向,包括能源与环境材料、生物医学材料、高端制造技术等,会有所侧重。目前有14名教授已经到位,还有8名教授下学期到位。

在人才引进方面,我们着重梯队配置,从全球范围内聘请有成就的资深学者和有潜力的年轻学者。重点放在引进中青年有潜力的学者,通过5-10年的发展,可以让他们成为学术骨干。

过去我们是守株待兔式的人才招聘模式。在确定了重点的发展方向之后,我们下一步将根据系发展规划,有的放矢,主动出击,招聘优秀师资人才。主要有两方面,第一是大力做宣传,在专业的杂志、期刊和国际学术会议上发出广告和邀请,同时直接与欧美日著名的材料院系相联系,向这些院系优秀的博士毕业生和博士后学者发出招聘信息,尽量扩大宣传的力度和范围;第二,有的放矢,对于急缺的人才,要主动出击,关注有意来南科大发展的专家的信息,去争取他们来南科大材料系工作。

关于本科生培养,注重课程体系构建和质量的同时,采用“请进来”“送出去”的办法加强国际化培养,力争两年内获得ABET认证

问:在学生培养方面,您的规划和措施有哪些?

程鑫:在学生培养方面,有几方面规划和措施,一是,注重整体课程体系的构建和课程质量的提升,参照国内外一流材料学科,结合我们自身的特色和发展重点,构建我们的课程体系。专业基础课程尽可能精炼,选修课程尽可能丰富。这样能帮助同学们打下坚实的基础,同时根据自己的兴趣和专长选择自己的发展方向,实现个性化教育。

二是,教学的质量要依靠国内和国外同行的评估。10月下旬将组织国内著名材料院系的教学负责人来南科大对我们的教学体系和质量进行评估。在专业设置,课程设置,人才培养方案上找出存在哪些问题,并通过这个机会和他们进行交流,学习国内材料教学和人才培养最前沿的好做法,更进一步提高我们的水平;另一方面,我们也开始着手准备美国工程技术认证委员会(ABET)对材料专业的考核,争取两年内获得ABET认证,让我们材料专业获得国际权威的质量认证。在教学上我们鼓励教师积极投入教学工作中,设立系的教学奖励,在评估、考核和晋升中真正落实教学的重要性;

三是,从整体上,除了知识的灌输,通过研究带动学习和更多采取实践实验教学,培养学生的能力和性格。大学里的课程知识只能给他们第一份工作,但是能力和性格是他们一辈子保持竞争力的重要因素。

四是,着重培养国际化,希望我们的毕业生有国际视野和在全球范围内有竞争力。采用全英文教学,国际一流教材和课程体系的同时,开展“请进来”与国外的Study Abroad Program对接,使南科大材料系成为他们的海外学习和实习基地;我们也将邀请国外著名的材料领域学者来开设暑期课程,让我们的学生能接受到国际顶尖学者的指导。“送出去”在学校国际合作部的支持下,建立材料系自己的Study Abroad Program,增强学生的国际经历。同时ABET认证也将帮助我们未来在全球范围内招收优秀的留学生,融入到我们教学和人才培养中。通过这些措施创造非常好的氛围,让我们的学生与国际上的同辈打成一片,能够在未来国际化的工作环境中游刃有余,脱颖而出。

关于产学研方面,近期将成立校企联合会(Consortium),未来针对重大课题将与政府、企业共建混合所有制研究中心

问:材料科学与工程系在鼓励师生创新、创业方面,有什么计划?

程鑫:在创新方面,聚焦材料领域前沿基础研究,鼓励师生产出一流的原创科研成果。我们积极鼓励老师申请高质量的专利;在创业方面,技术成果转让是非常关键的,要做出南科大产学研方面的特色。参考国外一些高校的做法,近期将在几个重点研究方向成立校企联合会(Consortium),邀请一些高新技术企业入会,每年举办两次研讨会,建立材料系教授与高新技术企业的紧密联系。这种校企联合会将促进高新技术企业与高校的深度结合,也可以为学生的就业和实习提供很好的平台及奖学金资助。另外希望就某些重大课题与政府、企业共建混合所有制的研究中心,对细分专题集中力量进行攻关,希望能有实质性技术进步和突破。通过校企联合会和混合所有制研究中心,将能为南科大带来更多的横向课题,并形成高效的技术成果转化的氛围,真正为深圳市、广东省和国家的产业转型升级服务。

 
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