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李皓:真正感兴趣,就会乐此不疲!

时间:2022-10-31 08:18 点击:

人物名片:李皓,湖南大学电气与信息工程学院副教授,博士生导师,电子科学与技术系党支部书记。主要从事无源电子元器件的高频化、小型化、集成化、高可靠性研究。

电气与信息工程学院副教授李皓。

走进李皓老师的实验室,整齐排列的烧结炉等都已开始工作,设备发出微微的震动声响,在高温下进行着化学反应,正在制作无源电子元器件样品。

“电子元器件和盖楼房的砖瓦一样,可以根据不同的线路来组成各种不同的电子装置。电子元器件是支撑信息技术产业发展的基石。”李皓向记者介绍,“我的工作就是努力实现电子元器件体积更小、性能更好。”

“用学科交叉打开研究新思路”

在各类电子硬件系统中,包含着两类电子元器件,一类是有源电子元器件,主要指当前社会广泛关注的半导体芯片;另一类是无源电子元器件,主要包括了半导体芯片以外的一大类元器件,如电阻器、电容器、电感器、滤波器、天线、变压器等。

在求学过程中,李皓了解到电子产品中遵循摩尔定律的集成电路仅占系统总体积的10%,而不满足摩尔定律的无源元器件则占据了剩余90%体积。因此,随着半导体技术的高速进步,这些无源元器件成为了电子整机向小型化、集成化发展的瓶颈。“并且,很多高端无源元器件高度依赖进口,这是行业‘卡脖子’的关键点之一。”

随着5G、6G时代的到来,未来移动通讯技术向毫米波迅速发展。由微波介质陶瓷构成的元器件,在很大程度上决定了微波通信产品的最终性能、尺寸极限与成本。

尽管陶瓷本身拥有制作电子元器件的良好性能,比如,材料硬度高、导热性好、稳定性强、损耗率低。“但要突破介质陶瓷在毫米波段的超低损耗化,还得用新办法。”李皓说。

如何突破技术瓶颈?用什么新方法呢?李皓想到通过学科交叉方法,打开了新思路。

在陶瓷性能的改进上,李皓团队从介电损耗的起源出发,创新性引入晶体化学键理论和晶体振动光谱理论协同解析陶瓷微波介电响应,以化学键特性和声子模式为媒介成功构建陶瓷晶体结构与微波介电性能的内在关系。

“在基础研究中,把相关机理弄清楚,才能找到根本症结。”李皓说,团队通过探求微波介电性能的深层原理,借鉴透明陶瓷制备技术,提升微波介质陶瓷的性能,开发了一系列新型介质陶瓷和微波器件。

在旁人看来,一天到晚泡在实验室、坐在电脑前,做科研是件苦差事,而李皓却乐在其中。提及科研过程中是否辛苦,李皓不假思索地说:“真正对一个东西感兴趣,会乐此不疲。如果实验室的研究成果能推向研究所或者企业,服务行业需求,这也是一件很有成就感的事。”李皓作为项目负责人已主持各类科研项目10余项,在国际高水平期刊发表学术论文60余篇,申请发明专利5项。

“目前无源电子元器件领域存在技术瓶颈,我会持续钻研这个领域。电气院学科实力雄厚,科研平台强大,工作氛围融洽,学院关心支持青年教师成长。希望能够借助学院的学科与平台优势,不断提升自己科技创新、服务社会的能力。”

是老师也是“皓哥”

李皓的办公柜里摆着一张合照,是他和2021届本科毕业生的合照。2017年,他成为电气院电子1702班的班主任。只要不出差,他都会去参加班会,每学期去寝室和同学们聊聊天,同学们都亲切地叫他“皓哥”。李皓笑着说,“毕业的时候,大家还能想到我,叫我一块儿合影,我也很欣慰。”

李皓与1702班毕业生合影。

平时,李皓也经常和学生们谈心谈话,关心他们的学习和生活状况,鼓励学生脚踏实地、仰望星空,并为同学们提供充分的平台支持、丰富的经验和思路。

“老师是一个很细心的人,不管是科研上还是生活中,他都对我们关怀备至。”2020级研究生刘叔承说,在做一个离子取代的新型陶瓷材料实验时,自己遇到了瓶颈,“老师一针见血地指出,配比是关键,0.1克和0.01克的计算错误可能差别很大。”在用软件倒推计算过程之后,刘叔承发现自己的计算中确实出了问题,差了一个倍数级,按照老师的想法再去推进时,实验就顺利了许多。

李皓与课题组成员合影。

九月初,2021级博士生麻林召在成都,附近发生了6.8级的地震,他惊慌失措地跑到楼下,刚到楼下就接到了李皓的电话。“这是我第一次遇到地震,还是很慌张的。老师在长沙还一直挂念着我,甚至比父母更早打电话关心我的状况,真的很感动。”

作为科研人,李皓一面“沉下去”,强化基础研究,穷究原理;一面“走出去”,积极对接行业和国家的需求,通过产学研合作推动技术创新与成果转化。而作为年轻导师,李皓坚持“做好一名教练”,担当好学生科研和生活的引路人。

实习记者:易旭凤 韩月

责任编辑:蒋鼎邦 唐思

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