这个80后海归，创造了3个"世界首次"

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南京大学教授王欣然在国际上率先提出“二维有机半导体”

来源：观察者网综合
2016-05-29 22:35:21

央视网消息(新闻联播)：他是一位80后，回国仅4年，已经在国际前沿的下一代电子信息材料领域取得了一系列国际领先的原创成果。他还是最年轻的国家杰出青年基金获得者和“长江学者”之一，他就是南京大学电子科学与工程学院教授、博士生导师王欣然。

今年1月以来，王欣然和他的科研团队在《物理评论快报》、《先进材料》等世界知名学术期刊上接连登载了5篇论文。其中观测到单层有机晶体中的分子结构对电子运输的影响，这在全世界还是首次。

南京大学电子科学与工程学院教授、博士生导师王欣然

王欣然开始下一代电子材料和器件的研究，是在美国斯坦福攻读博士期间，头两三年几乎毫无成果，但在王欣然看来，原创性的基础研究就是如此，越有挑战，才越要迎难而上。那会儿石墨烯已被发现是一种理想的电子材料，具有极高的信息处理速度，但由于它不是半导体，不能制成芯片，成为国际难题。

最终，经过反复探索和实验，王欣然与合作者在国际上首次制造出互补型、高开关比石墨烯纳米带场效应晶体管，证实了石墨烯可以成为半导体应用于下一代集成电路。在国际上掀起了石墨烯纳米带研究的热潮。他也因此获得了美国材料学会“优秀博士生银奖”。

然而，让很多人意外的是，结束了博士后阶段的工作之后，王欣然的选择是回国。

2011年底，30岁的王欣然入选国家首批“青年千人计划”，母校南京大学破格聘任他为教授。回国后，他没有选择继续博士期间的研究，而是把目光投向了国际前沿的二维材料半导体器件，随后大胆尝试，在国际上率先提出了“二维有机半导体”的新概念，开创了一个全新的研究领域。

一个“80后”海归教授的“厚”与“薄”

新华社记者凌军辉、朱婉君

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。但面对面采访中，这个学术“大牛”却像邻家男孩一样阳光、腼腆，“国家给了这么好的平台，没有理由做不出成绩！”

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。

王欣然在实验室中

“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。

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