媒体成电

【编者按】5月8日，《中国科学报》第5版以《林媛：抢占科技新高地的“巾帼奇兵”》为题，报道了我校林媛教授在在可延展柔性无机薄膜器件领域抢占科技新高地的故事。以下为报道全文：

林媛

硬邦邦的电路板和柔软的绷带似乎并没有什么关系，但电子科技大学电子科学与工程学院教授林媛却让两者产生联系，并且让电路板变得比绷带更轻更柔。她领导的科研团队与美国加州大学合作研制出一种被称为“智能绷带”的电路板，贴在皮肤上就可以监测多种生理信号。

实际上，在可延展柔性无机薄膜器件这一出现不到15年的新领域里，林媛积极推动力学、材料学、微电子学等多学科交叉融合，研制出“智能绷带”等系列可延展无机薄膜传感器，也因此站上了国际科技新高地。

抢占可延展传感器新高地

“电路板‘软化’对于医学、脑科学、人类健康产业都具有很重要的意义。”林媛说，比如现在的24小时动态心电监测都绑一个很硬的盒子在胸口，如果换成柔软、轻薄的电路板，人们就会觉得更加舒适。

此外，这样一块若有若无、轻柔纤巧的“板子”还能用于多种疾病的监测，悄无声息地获得人体生理参数，用于治疗；并可以制作成柔软、薄若无物的“腕表”，成为人们健身时的好伴侣。

研发这样一种薄膜器件，在林媛看来，最大的问题就是如何实现延展性。

“我们充分利用了力学、材料学和微电子学的学科交叉，采用了以硅弹性体为基础的‘岛—桥’结构。”她介绍说，“岛”是刚性的小型电子器件，如传感器、天线、蓝牙芯片等；“桥”是可拉伸的铜线，用来连接“岛”，使电路板可以伸缩、弯曲而不影响其性能。

目前，林媛团队在其主攻方向信息功能薄膜传感器方面，着重在不同衬底上，利用不同的方法，制备高质量、性能可控的电子信息薄膜，成功研制了一系列基于高性能无机功能薄膜的可延展柔性传感器，推动了微电子系统小型化和可延展柔性化。

比如，他们制作的二氧化钒传感器就比传统的金属传感器的温敏灵敏度高了一个数量级。

如今，在氧化物薄膜材料领域，林媛团队的研究成果已经达到了国际水平领先。

研究之路通常“剑走偏锋”

要使硬邦邦的无机材料传感器变得可伸缩、弯曲，首先就要把无机敏感材料薄膜化。可以说，如何制备出高质量的无机敏感薄膜是需要闯的第一关。

对此，林媛通常会“剑走偏锋”。

比如，二氧化钒在敏感材料家族中是个“多才多艺的优等生”，可以用于探测温度、应变、化学气体等多种信号，备受传感器研发者的青睐。但二氧化钒薄膜是一个“势利的家伙”，一般要在复杂昂贵的高真空设备中才能做好。

林媛却用简单易行的化学溶液沉积法来做，而且晶体结构和传感性能都很好。这一做法得到了很多国际同行的“点赞”，但同时也引起他们的好奇——如何用“物美价廉”的方法做出高质量的二氧化钒薄膜？

“用化学溶液沉积法做二氧化钒薄膜，其实并没有什么特殊的，难点在于如何让二氧化钒的价态‘乖乖地’稳定在正四价，而不是偏到正三价或正五价。”她说，“我们就是在制备过程中加了一些水蒸气。”

水蒸气恰到好处地补充了薄膜中的氧元素，刚好把正三价的钒氧化为正四价，使得薄膜的纯度和性能变得更好。所制备的二氧化钒薄膜在小于1℃的相变温区内能发生大于4个数量级的电阻变化，如此优异的相变性能在国际上也处于领先地位，向使用这种薄膜研发高性能的柔性开关型温敏传感器迈出了关键一步。

这一创新之举看似简单，背后却包含许多热力学知识。这一过程也凝聚了林媛对工作难点的思考、对工作经验和知识的储备。

此外，她还尝试了许多“稀奇古怪”的方法。比如，在金属基底上做氧化物薄膜，用双氧水泡一泡效果更好。她发明的新型薄膜生长技术，解决了高质量氧化物薄膜的制备及其与非贵金属衬底集成的难题，为研制出高性能无机功能薄膜的可延展柔性传感器奠定了基础。

抢占国际前沿才不会被“卡脖子”

说起林媛的创新之路，与其求学、工作经历密切相关。

高中毕业后，林媛以广西理科第一名的成绩进入中国科学技术大学，后来又在中科院物理所、美国休斯敦大学、美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室从事博士后研究。至今，她仍然清晰地记得，中国科学院院士赵忠贤在教导学生时所说的“在科研中要敢于质疑、勇于挑战”。

因此，在考虑研究方向时，林媛选择了柔性电子器件这个难度较大的领域，并且在国内最早开始做基于氧化物薄膜的可延展柔性传感器。“一方面，是想有所挑战；另一方面，也希望中国能在薄膜集成器件的这片‘蓝海’中‘自由航行’。”

“欧美强国对部分领域内尖端技术的积累和封锁，让作为后来者的中国想要赶超变得异常困难，绝非朝夕之间能够实现。”林媛说，她就是要努力在新领域抢先占领“山头”，推进国际电子行业的改变。

因此，2008年加入电子科技大学后，她迅速组建了自己的科研团队，至今先后承担和参与了10余项国家级科研项目；相关基础研究成果在国际学术期刊上发表SCI论文140余篇，被国际同行引用2000余次；在国际学术会议担任分会主席10余次，特邀报告10余次；作为主编出版英文专著1部，作为副主编出版中文专著1部；相关创新技术已获授权美国发明专利4项、中国发明专利16项。

同时，林媛积极培养科研领域的后备人才，开设《微电子前沿》《纳米科学初探》等课程，为年轻学子打开广阔的薄膜科学世界，激励他们独立探索。2014年，由她主讲的课程获评教育部视频公开课，同年她参与的教改项目获得四川省优秀教学成果奖一等奖；2018年，她再次获得第八届高等教育四川省教学成果奖一等奖。

此外，她还利用自己在美国Intel公司担任封装测试技术研发中心高级工程师的经历，投身产学研合作，与公司交流原始创新心得，支持学生参与“一带一路”路演，加强国际交流，不断在产业化的道路上勇于探索，打通“最后一公里”。

说起自己所做的科研工作，林媛表示，这些都是为了努力占据国际前沿，“因为只有这样，我们才不会在新领域被‘卡脖子’”

报道链接：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/5/345755.shtm