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編者按：黨的二十屆三中全會強(qiáng)調(diào)，教育、科技、人才是中國式現(xiàn)代化的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，歸根結(jié)底要靠高水平創(chuàng)新人才。中國科協(xié)科普部聯(lián)合光明網(wǎng)推出“科學(xué)報(bào)國正當(dāng)時”欄目，解讀高校科技類學(xué)科設(shè)置、人才培養(yǎng)模式，引導(dǎo)廣大青少年把個人理想追求融入國家發(fā)展偉業(yè)，賡續(xù)科學(xué)報(bào)國傳統(tǒng)，筑牢科技創(chuàng)新的根基和底座。#千萬IP創(chuàng)科普

人工智能正以前所未有的深度和廣度，推動著社會與經(jīng)濟(jì)的變革，影響著我們生活的方方面面。支撐人工智能大模型強(qiáng)大功能的核心運(yùn)行機(jī)制是每秒可高達(dá)千萬億次的數(shù)據(jù)運(yùn)算、存儲與傳輸，而實(shí)現(xiàn)這一切的硬件基礎(chǔ)，都離不開以半導(dǎo)體材料為首的電子信息材料。

河北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長鄭士建介紹，電子信息材料是指服務(wù)于電子器件、集成電路信息系統(tǒng)的功能材料，如，硅、氮化鎵等，一般具有光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等功能特性，能夠?qū)崿F(xiàn)信息傳輸、存儲等功能，也被稱為“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的基石”。

目前，電子信息制造業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。鄭士建表示，作為這兩年新增設(shè)的專業(yè)，電子信息材料專業(yè)在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到核心支撐作用。隨著5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)不斷迭代，對高性能電子信息材料的需求呈爆發(fā)式增長。同時，高端材料國產(chǎn)替代進(jìn)程加速，我國在高端硅片等領(lǐng)域國產(chǎn)化趨勢明顯，對專業(yè)人才有著迫切的需求，未來發(fā)展前景廣闊。

“電子信息材料專業(yè)服務(wù)于集成電路、微電子裝備制造、5G通信等領(lǐng)域，學(xué)生既要具備扎實(shí)的物理、化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)知識，也要關(guān)注光電信息、集成電路等領(lǐng)域的前沿技術(shù)發(fā)展，基于對材料科學(xué)與技術(shù)的深刻理解，對電子信息材料進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化。”鄭士建認(rèn)為，通過在電子信息材料專業(yè)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠成長為兼具跨學(xué)科思維與創(chuàng)新能力的未來工程師，擁有解決復(fù)雜工程問題的綜合能力。

聚焦國家關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，滿足區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展對關(guān)鍵新材料、新技術(shù)的迫切需求，是科研團(tuán)隊(duì)也是鄭士建的重要目標(biāo)。談起自己與材料結(jié)緣的經(jīng)歷，他笑談是“偶然”。“雖然當(dāng)時是調(diào)劑到了材料專業(yè)，但通過不斷地學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)材料是一個非常好且非常有前景的方向，我也特別熱愛自己的專業(yè)。”

鄭士建長期致力于金屬材料塑性加工及強(qiáng)韌化的界面調(diào)控機(jī)理原子尺度研究，曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功制備了在納米尺度兩種材料三維互通的鈦基復(fù)合材料，但近年來，他也將目光投向了電子信息材料。

“無論金屬材料還是功能材料，都由原子構(gòu)成，核心問題始終是研究材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。”鄭士建介紹，只有先解析清楚結(jié)構(gòu)特征，才能進(jìn)行調(diào)控并設(shè)計(jì)出更好的材料。以碳元素為例，石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層間結(jié)合力較弱，所以質(zhì)地柔軟，可作為鉛筆筆芯，而金剛石是三維立體結(jié)構(gòu)，每個碳原子與周圍原子形成極強(qiáng)的共價鍵，結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定，這使其成為自然界最堅(jiān)硬的物質(zhì)。

原子尺度上的排列規(guī)律差異，直接導(dǎo)致材料宏觀屬性的天壤之別。在電子信息材料領(lǐng)域，他和團(tuán)隊(duì)研究出了一種準(zhǔn)二維鈣鈦礦材料，在鹵素位置用氯替代了鈣鈦礦材料中的部分碘離子，提升了材料穩(wěn)定性和光響應(yīng)特性。

“巧婦難為無米之炊”，過去40年，社會經(jīng)歷了快速發(fā)展，面向未來，鄭士建認(rèn)為，需要緊隨國家戰(zhàn)略，將小我融入大我，從基礎(chǔ)原材料開始研發(fā)，只有更好的材料，才能支撐更好的器件和裝備，發(fā)揮更大作用。

出品人

楊谷

總監(jiān)制

宋樂永 戰(zhàn)釗

總策劃

宋雅娟 蔡琳

記者/編導(dǎo)

蔡琳

統(tǒng)籌

張蓉

特別鳴謝

河北工業(yè)大學(xué)

聯(lián)合出品

中國科協(xié)科普部 光明網(wǎng)