“跨界”科學家的兩重身份

西安“北跨”全面啟動，渭河兩岸通勤將更高效便捷，基礎設施將更完善，公共服務品質(zhì)將不斷優(yōu)化，城市環(huán)境將更宜居宜業(yè)，發(fā)展活力將顯著激活。渭河北岸的人們對于“北跨”有著怎樣的期許？“微動秦漢”系列報道“城中人”，今天走近凝固技術和晶體生長領域著名專家介萬奇——

剛剛過完64歲生日的介萬奇有兩重身份：西北工業(yè)大學教授、博士生導師，凝固技術和晶體生長領域著名專家，是中國輻射探測半導體晶體拓荒者；陜西迪泰克新材料有限公司創(chuàng)始人、董事長兼首席科學家，帶領團隊實現(xiàn)碲鋅鎘（CZT）晶體材料國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化落地，解決了關鍵核心技術的“卡脖子”難題。

在神舟十五號及此前數(shù)次載人航天任務中，航天員均配備了以迪泰克CZT探測器作為核心部件的輻射劑量儀，迪泰克產(chǎn)品已多次助力我國航天事業(yè)發(fā)展?！案憧蒲芯拖衽荞R拉松，科研成果只有真正實現(xiàn)落地轉(zhuǎn)化，才能發(fā)揮它應有的社會價值。”介萬奇說，“西安‘北跨’戰(zhàn)略提出，要發(fā)揮秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動引領作用，突破關鍵核心技術，賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，打造‘北跨’科創(chuàng)走廊，這為像迪泰克這樣的科研企業(yè)注入了新的發(fā)展動力?！?/div>

攻克CZT晶體“卡脖子”難題

CZT，一種性能優(yōu)異的室溫核輻射半導體探測器材料。

“說到半導體材料，我其實是半路出家?！苯槿f奇在西北工業(yè)大學學的是傳統(tǒng)金屬材料加工的鑄造專業(yè)。畢業(yè)留校工作后，他開始思考在凝固科學技術大框架下，結(jié)合功能晶體材料進行晶體生長研究，“考慮了很多方向，最終選擇半導體作為切入點”。

CZT半導體材料具有非常高的計數(shù)率、靈敏度、能量分辨率及空間分辨率，在X射線和伽馬射線檢測與成像領域有著較好的發(fā)展前景?！爱敃r，我們國家在這方面處于技術空白，相關產(chǎn)品主要依賴進口。”介萬奇介紹，“1992年，全球首篇探測器級CZT晶體材料相關文獻出版，第二年我們便開始研制國產(chǎn)CZT材料，朝著攻克‘卡脖子’難題的目標努力?！?/div>

CZT晶體生長存在成分復雜、熔點較高、元素易揮發(fā)等難點，介萬奇團隊通過工藝優(yōu)化和技術升級實現(xiàn)了大尺寸晶體生長，但材料仍有大量位錯和Te沉淀等缺陷，而且晶體所需的高電阻率、高載流子遷移率也很難控制。

“CZT晶體材料的研發(fā)過程非常艱苦?！苯槿f奇坦言。

苦苦探索，終成正果。經(jīng)過十余年攻關，介萬奇團隊在國內(nèi)首次解決了晶體材料的成分設計和優(yōu)化、晶體合成與生長等多項 技術難題，開發(fā)出了高性能探測器級CZT晶體及高效率、低成本單晶制備技術和關鍵設備，一舉打破了外國的技術封鎖。

“經(jīng)英國盧瑟福國家實驗室、中核北京核儀器廠等多家權威機構測定，我們開發(fā)的CZT晶體性能達到了國際先進水平?！苯槿f奇說，與當年國際最先進的傳統(tǒng)工藝技術產(chǎn)品相比，團隊研發(fā)的晶體材料成品率提高了3至5倍，生產(chǎn)效率提高了3倍以上，綜合成本則下降了50%以上。

打造國產(chǎn)CZT探測器產(chǎn)業(yè)鏈

2013年，介萬奇主持完成的這項“高能射線探測器用碲鋅鎘晶體材料及制備技術”，被評為國家技術發(fā)明獎二等獎。

在介萬奇看來，科學研究如果只是紙上談兵，不能轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力，搞科研就是一種無用功。2012年，團隊成立陜西迪泰克新材料有限公司，在西咸新區(qū)秦漢新城建設了研發(fā)生產(chǎn)基地，推動CZT晶體材料國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化落地。

“真正把一項技術、一個材料成功做成產(chǎn)品，過程太復雜了！”一向不言辛苦的介萬奇在回顧團隊產(chǎn)學研歷程時感慨，“從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，要面對一系列難題，從0到1，這種突破是最難的，彎路沒少走，苦頭沒少吃。我們用近兩年時間才自主研發(fā)了完整的晶片切割、清洗、拋光、腐蝕等加工工藝，建立了完整的晶體生長、材料加工和器件設計體系。”

如今，迪泰克已發(fā)展成為國內(nèi)唯一、全球第三可產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)、銷售探測器級CZT晶體和相關探測器產(chǎn)品、設備的高新技術企業(yè)，牽頭承擔了科技部、工信部及國防領域多項國家級重點項目，牽頭制定了國內(nèi)首個探測器級碲鋅鎘晶體國家標準，擁有各類專利近百項，覆蓋產(chǎn)品所有技術關鍵點。

迪泰克產(chǎn)品已被廣泛應用于航空航天、核工業(yè)軍工、安檢及工業(yè)檢測、醫(yī)療影像等領域，并與全球20多個國家和地區(qū)的近400家客戶建立了穩(wěn)定合作關系，在全球碲鋅鎘半導體輻射探測與成像核心部件提供商中名列前茅，開創(chuàng)了我國在新一代輻射探測技術領域與國際領先水平“并跑”的局面。

“迪泰克正在布局可用于醫(yī)療及工業(yè)成像的碲鋅鎘材料、器件、模塊產(chǎn)業(yè)化，打造國產(chǎn)CZT探測器產(chǎn)業(yè)鏈，需要大量資金用于研究及產(chǎn)能擴建。西咸新區(qū)和秦漢新城幫我們拓寬了融資渠道，加快了融資速度，這無疑是雪中送炭?！苯槿f奇表示，迪泰克將搶抓西安“北跨”全面啟動的重大機遇，依托秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺資源優(yōu)勢，瞄準國家重大需求，加強自主創(chuàng)新，加快關鍵核心技術攻關，不斷提升產(chǎn)品競爭力，為陜西先進裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展及國家輻射探測與成像行業(yè)技術進步作出新的貢獻。