勇立潮头唱大风

发布时间:2016-04-26作者:苑占坡来源:

牛萍娟教授,现任天津工业大学电气工程与自动化学院党委书记,大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心主任;是国家级科技创新创业人才,天津市创新型人才培养工程131第一层次人选;第十一届、十一届天津市青联委员,天津市妇联第十三届执委。

牛萍娟同志是从事新型光电器件、半导体照明应用产品及系统集成技术研究的优秀青年专家。先后承担了国家863计划、国家自然基金重点、天津市科技创新专项等多项国家级、省部级重大项目,她所负责的总投资为1亿元的超高亮度发光二极管外延片及功率型芯片开发及产业化项目和总投资为2.2亿元的高端半导体照明产品开发及产业化项目被市政府列入“天津市二十项自主创新产业化重大项目”实施计划。2004年获香港桑麻奖,2007年获天津市五一劳动奖章,2008年获天津市“三八”红旗手、天津市劳动模范荣誉称号,2009年获全国先进工作者称号。自1999年至今,在国内外核心期刊上发表论文60多篇,被三大索引收录38篇,申请和获得发明及实用新型专利34项。

半导体材料领域的重大突破

20世纪末,高性能半导体材料的研制开发成为一大热点。针对电子器件对半导体材料工作区的苛刻要求,而大部分材料晶体存在缺陷的状况,牛萍娟在河北工业大学攻读硕士学位期间,就参与到“中子辐照直拉硅中氧的扩散研究”攻关课题组,从那时起,她开始了对半导体材料领域的探索与攻关。

针对复杂的化学成分和工艺,她设计了多种试验方案,并对方案精心组织,深入试研。试图用中子辐照在清洁区下面而产生大量氧的缺陷,在应力的作用下把无用杂质吸引到工作区的下面,形成完美的工作区域。火炉高温带来氤氲气浪,恍若远古,牛萍娟身先士卒,将实验样品放在设定的实验环境中观察,不断地调整剂量、更改时间,以便掌握不同试验环境对晶体的影响规律。这时的她,忘却了辛苦,忘却了让人喘不过气来的高温,眼睛中充满着希望的光彩,她深入研究找到了辐射条件和晶体质量之间的规律,掌握了生产该晶体的技术诀窍……两年后的金秋,在技术鉴定会上,与会专家一致认为,运用中子辐照的方法解决了晶体工作区存在大量缺陷的难题,为获得高质量的电子器件材料提供了新的途径,满足了科研机构对高质量电子器件材料的急需。该技术的研制成功获得国家科技进步三等奖。读博士期间,她又与人一道完成了“共振遂穿二极管及其应用研究”,做出了国内第一个54GHz工作效率的共振遂穿二极管。这种基于共振遂穿亮子效应的高速、高频的,适应国防、军工领域的电子器件,具有苛刻技术质量指标,手工完成最小器件最小直径达5微米(即头发丝直径的1/20),还要在如此小的空间内进行台面设计、器件正负极对接等,其中一个环节出了偏差,几十个环节的工艺要全部重做。凭着多年成功培养的研发能力,她欣然接下了这个任务,她在方法上采用优化设计,利用共振遂穿亮子效应反复探索,使其具有独创性。

2004年,在天津工业大学领导和有关方面的大力支持下,牛萍娟组织课题组全力以赴,开始了对 “氮化镓基蓝绿发光二极管器件制备关键技术”天津市重点科研项目的攻关,她采用最佳优化设计,把理论与实践相结合,解决了用二极管作为半导体光源的问题,经工业性试验,宣告了新一代节能、绿色环保、低电压驱动、安全性高、无污染、长寿命的半导体光源技术诞生。解决了我国从第一代的白炽灯发展到第二代荧光灯便止步不前,常规的发光二极管一直停留在低亮度的水平,而且色彩还原度差,缺少蓝绿色的问题。这是微电子领域的重大突破!

拼搏创新结出“四个一”硕果

年轻的牛萍娟教授,在成绩面前并没有停止脚步,而是当作人生和科研历程中不断前进的台阶。近年来,她克服重重困难,完成了“四个一”工程。即创办的一个半导体照明专业、一个半导体照明研发中心、一个产业化公司、一个产业联盟,真正实现了产学研相结合的高效创新机制,成为国内高校的典范。

一个专业:在天津市教委的大力支持下,牛平娟教授以更广泛的服务战略型新兴产业为目的,成立了国内首个以培养半导体照明技术与工程为特色的光源与照明本科专业,得到了国内外多个企业的高度赞扬。目前通过研发中心在国内外的广泛影响,已签订了与30多家国内外企业订单式培养研发型人才的协议,同时面向经济社会服务的创新教学培养模式也为研发中心科研及成果转化的广泛深入开展创造了更广阔的舞台,为天津滨海新区的开发开放以及为国内的低碳经济建设培养更多的人才。

一个研发中心:半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一,作为一种新型高效固体光源,具有节能、长寿命、绿色环保等显著优点,其经济和社会意义巨大,被列入天津市“十一五”期间重大专项计划之首位。作为此方面的优秀青年专家,牛平娟教授结合国家和地方有重大需求的半导体照明领域,建立了天津工业大学半导体照明工程研发中心,组建了包括十名博士和十几位硕士在内的应用基础研究队伍,并组建了由三十多位企业技术人员参加的产业化技术攻关队伍。在天津市政府、学校领导、企业的大力支持下已完成大功率型发光芯片、封装、应用产品及系统开发及产业化实施,并达到国际先进水平,申请了54项专利。她高度重视技术和产品的产业化和工程化实施,在占地2800亩的天津工业大学新校区工程中,建立了目前世界最大、技术水平最高的半导体照明示范工程,该示范工程已成为国际公认的最早实现大型LED路灯室外照明工程的典范。为了让更多半导体节能照明新产品更好地应用于国家及社会各领域,她与课题组成员一边继续研制开发新技术与新产品,一边不辞劳苦的走出去捕捉信息、调研市场真正需求的技术,千方百计地将研制开发的成果推向实用。

现在,她主持的超高亮度外延片功率型芯片项目和高端半导体照明产品开发及产业化两个项目,分别由天津市相关企业投入1亿元和2.2亿元人民币,已进入大规模实施阶段,技术成果转化支持的两个企业已累计实现销售收入超过1亿元。

一个产业化公司20086月,工业大学以专利技术入股,吸引企业出资入股,牛萍娟教授带领她的部分团队成员走上了独立自主创业的道路,成立了天津工大海宇半导体照明有限公司,短短两年,企业已成为注册于天津滨海新区的半导体照明高新技术企业。企业获得了包括国家科技支撑计划、863计划等多个项目的支持,并成立了分公司——唐山曹妃甸工大海宇光电科技股份有限公司,以天津工业大学半导体照明工程研发中心(大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心)为依托,建成集LED照明产品的技术研发、产品制造、销售服务为一体的高新技术企业。公司采用一流的产品设计理念、创新的系统集成技术和先进的生产组织管理体系,已成为LED节能照明系统解决方案和产品供应商。公司在北京、天津设有研发中心,在天津、唐山设有生产基地,在北京、纽约、荷兰等国内外多个重要城市设有办事处和专业经销商。公司致力于向客户提供创新的满足其需求的LED照明产品,以客户为中心,做客户永远的伙伴。

一个产业联盟:200811月,牛萍娟教授在科研和技术转化取得成功的同时,积极进行产学研高效合作体制的建立,以她负责的天津工业大学半导体照明工程研发中心为牵头单位,对天津市半导体照明产业进行整体统一规划。牵头成立了天津市半导体照明工程研发及产业联盟,建立半导体照明公共研发平台和产业联盟,借助现代管理制度,以企业为主体,市场为导向,应用为主线,政府支持、企业共建、教学科研机构参与、资本市场助推的“政、产、学、研、用、资”有机结合的产业化和技术创新体系。目前联盟企业已增加至61家。联盟推动天津市成为国家半导体照明高新技术产业化基地和半导体照明示范城市。

以苦为乐,平淡自然

一路走来,认识牛萍娟教授的人都说她能吃苦。对于苦不苦,在她看来,更多的是一种心态,一个热爱生活、乐观向上的人,一个能够略去世俗浮躁、保持宁静心境的人,一个能尽心用心脚踏实地做好每一件事的人,确实是能以苦为乐的人。

三十多岁的女同志,正是事业和家庭同时爬坡阶段,牛萍娟教授付出的辛苦可想而知。她和爱人两地分居,幼子和她一起生活,为了更好地搞好教学和科研,她就把小小的孩子全托在托儿所,全身心投入工作,坚持“五加二”、“白加黑”。有一次,刚刚做完妇科手术的她第二天就上班了,脸色不好,同事让她休息,她说没事儿。在工作中她总是身先士卒,吃苦耐劳。记得筹建“电子科学与技术”专业过程中,她坚持把培养具有创新和实践能力的毕业生作为工作的重点,利用业余时间,走访多所高校,汲取先进经验,编大纲、选教材,随后组织制定教学计划,招聘老师,筹建实验室,购买仪器,事无俱细,精心安排。作为一个实验性极强的学科,做研究需要各种实验条件,如建造微细加工的超净间,要达到万极超净,即每立方米不大于10微米的尘埃不超过10万个。牛萍娟负责复杂的线路设计的同时,还参与整个工程的实施,如工程中的中效、高效过滤器应放在楼顶上,但教六楼不够承重,需要钢架作为支撑。那个冬天,买钢材、装运、上架的整个过程都穿梭着她忙碌的身影。她在教学中认真负责,注意细节沟通,给学生更多表现的机会,这种不拘泥于传统又有别于前卫的思想,给了学生们无限的亲和,受到了学生们的广泛赞誉。

把科研工作一步一步做上去,把学生一个一个培养出来,牛萍娟教授说这是她最最朴素的愿望。