栉风沐雨一甲子 薪火相传铸辉煌——兰州大学物理学院半导体物理专业六十余载发展历程
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栉风沐雨一甲子 薪火相传铸辉煌——兰州大学物理学院半导体物理专业六十余载发展历程
作者:半导体物理专业全体教师
本文选自《物理》2026年第9期
从1958年获批全国首批八所院校设立的半导体专业,到如今成长为国内一流、特色鲜明的优势学科;从初创时“三张桌子、一间空教室”的艰苦拓荒,到新时代承担国家重大科研任务、产出国际一流原创成果;从点燃西部半导体高等教育的“星星之火”,到为国家输送一大批学术领军人才与产业中坚力量……六十余载栉风沐雨,一甲子薪火相传。兰州大学物理学院半导体专业始终扎根西部、服务国家,以艰苦奋斗、严谨治学、知行合一、为国育才的坚守,在我国半导体事业与新能源产业发展史上写下了浓墨重彩的兰大篇章。
01
奠基立业:白手起家拓荒路,点燃西部半导体星火
1958年,响应国家“向科学进军”号召与半导体工业发展急需,在江隆基校长、徐躬耦系主任的大力支持下,兰州大学物理系正式设立半导体专门化,成为全国Z早布局该学科领域的高校之一,开启了我国西北半导体高等教育的崭新历程。
初创时期条件艰苦,兰大半导体人以“国家需要就是奋斗方向”的坚定信念白手起家。青年教师李思渊牵头创立半导体教研组,教研组由李思渊、周国正、曹子祥、张南屏、张仿清、陈光华六位教学中坚与负责辅助保障工作的李雄心共七人组成。他们以“三张桌子、一间空教室”为起点,自制实验设备、自建工艺平台,先后建成了半导体物理实验室、提纯单晶体制备实验室、晶体管实验室,在艰苦环境中实现教学与科研起步,用实干与坚守为西部半导体事业发展埋下希望的种子[1,2]。
专业成立之初便锚定半导体材料与器件方向,快速构建系统化课程体系与五年制人才培养方案。1959年,半导体专门化被纳入物理学专业体系(图1)。李思渊开设专业首门课程《晶体管原理》;此后教研组相继增设《半导体材料》《半导体物理》《半导体理论》《半导体专门化实验》等核心课程,不断优化五年制人才培养方案,拉开了西部地区半导体领域高层次人才培养的序幕[1,2]。

图1 兰州大学物理系半导体专业教工和1961、1963级学生合影
与此同时,科研探索加速推进。1962年,李思渊在《兰州大学学报》发表《区域匀平方法制取锗单晶体的研究》《锗的区域熔炼》两篇学术论文,成为西北地区半导体基础研究的标志性成果。1963年,首届半导体专业本科生王印月响应国家号召留兰大任教,加入李思渊、陈光华、张南屏、张仿清等核心成员所在的早期核心教学科研团队,深耕单晶制备、器件工艺等关键方向,持续夯实学科发展的人才根基(图2)。

图2 1963届半导体专门化师生合影
以李思渊、陈光华、张南屏、张仿清、王印月、王万录为代表的兰大半导体先驱者,在艰苦环境中完成了学科奠基、队伍组建、平台搭建与人才培养起步,用青春与汗水点燃了西部半导体事业的“星星之火”,为专业后续发展奠定了坚实基础。
02
风雨坚守:逆境传承不断线,克难攻关守初心
特殊时期,专业发展历经波折,正常教学秩序受到冲击。兰大半导体人始终坚守育人初心、维系科研火种,在逆境中坚守阵地、传承学术薪火,做到“教学不中断、科研不停步”。
1971年起,学校依据国家统一部署招收工农兵学员,半导体教研组明晰人员分工,由李寿嵩主抓校内思想政治工作,李思渊、张仿清负责教学与产学研实践工作。教研组坚持面向生产实践开展教学,聚焦半导体器件、集成电路工艺攻关,创新推出以实战为课堂,以挑战为教材的模式,把课堂搬到工厂车间,让学生在生产一线锤炼本领、增长才干(图3)。师生深入企业开展“开门办学”,并组织学生赴部队学军,在各类实践活动中磨砺意志品质、厚植家国情怀[1,2]。

图3 1971级兰州大学半导体专业实习合影
艰难环境中,科研攻关从未停歇。1973年,学校专项科研经费支持“半导体探测器研制”“晶体管百道脉冲分析器”项目,为关键器件研发提供重要保障。1974—1977年间,李思渊带领团队在电视电路FS1(HA1124)制造工艺特点、影响集成电路管芯成品率的诸工艺因素、硅器件表面纯化等研究领域取得国内先进成果;1975年,陈光华团队在XFC750(8FC750)低功耗运算放大器的试制、掺杂氧化物作扩散源的理论分析及对PNP型晶体管消除反型的作用等研究领域取得重要成果。在特殊时期,半导体科研组攻克多项产业关键技术难题,用扎实的科研成果稳固专业发展根基[1]。
以李思渊、陈光华、张南屏、张仿清、王印月、王万录为核心的教学科研团队,在风雨中坚守、在困境中前行,以不服输、不放弃的精神守住了专业命脉,为改革开放后学科快速复苏积蓄了强大力量。
03
复兴腾飞:改革奋进启新程,跨越发展攀高峰
1977年高考恢复,兰州大学半导体专业迎来发展春天,步入教学规范化、科研体系化、人才层次化的快速发展期,实现全面复兴与跨越式提升,书写了改革奋进的精彩篇章。
教学体系日臻完善,育人质量稳步提升。1978年后,物理系半导体专业恢复正规招生,课程体系逐渐成熟稳定,陈光华主讲《非晶态半导体》,王印月、王万录主讲《半导体物理》,张仿清、张南屏主讲《半导体实验》,配套开设《半导体器件与集成电路》《半导体材料》《真空物理》等课程,实现理论教学与实验教学深度融合[1]。八十年代初,半导体专业分为半导体物理及材料(后更名为电子器件与材料工程专业)和半导体物理与器件(后更名为微电子科学与工程专业)两个专业,师生规模持续扩大(图4)。1984年后,半导体物理及材料专业形成以陈光华、张仿清、张南屏、王印月、王万录为核心,贺德衍、杨映虎等青年骨干为支撑的高水平教学团队,编写了《非晶态半导体物理》《半导体物理》《半导体实验》等教材及多部自编讲义[1]。张仿清深耕实验教学与实验室建设,1989年获评甘肃省实验室先进个人,带领半导体物理实验室获评甘肃省实验室先进集体,教学实力与育人成效广受认可[1]。
科研成果国内领先,创新能力持续增强。专业科研领域捷报频传,“非晶硅碳氢合金薄膜光电性能及结构的研究”、“非晶态半导体硅基合金薄膜特性的研究”、“硅—介质界面负电效应研究”三项成果荣获甘肃省高等学校科技成果一等奖;非晶硅太阳电池效率达4%以上,居国内领先水平。1986年后,研究方向拓展至富勒烯薄膜、半导体发光材料、电力电子器件等前沿领域,陈光华、张仿清、贺德衍、杨映虎等在《物理学报》《太阳能学报》等期刊发表系列高水平论文,奠定了兰州大学在非晶半导体领域的国内领先地位[1]。陈光华是我国非晶半导体薄膜、新型超硬薄膜领域的开拓者之一,与张仿清、王印月先后承担国家“六五”、“七五”、“八五”科技攻关项目。
学科与人才建设突破,培育业界“兰大物理现象”。1989年,陈光华增列为博士生导师,半导体方向博士培养正式起步;1993年,物理学专业入选国家理科基础科学研究和教学人才培养基地,半导体方向作为核心板块,重点培养半导体领域的拔尖创新人才。1998年,半导体物理教研室更名为电子材料研究所,本科专业同步更名为电子器件与材料工程专业,形成完整的本—硕—博人才培养体系[1]。
这一时期,专业培养出刘惠春(加拿大皇家科学院院士,加拿大国家研究院微结构研究所)、张亚非(教育部长江学者特聘教授、亚太材料科学院院士,上海交通大学)、张文军(香港城市大学)等学术领军人才,李振国(隆基绿能)、徐希翔(隆基绿能)、沈浩平(中环股份)等产业领军人才,大批优秀学子深耕学界与产业,催生出享誉行业的“兰大物理现象”,为我国半导体、新能源行业输送大批中坚力量(图5)。
04
创新领航:新时代勇担使命,创一流再谱新篇
进入21世纪,兰州大学半导体物理专业紧扣集成电路、新能源、柔性电子等国家战略需求,在学科建设、科研创新、人才培养等方面实现全面跨越,跻身国内一流水平。
师资团队实力雄厚,前沿攻关精准发力。半导体专业形成以王印月、贺德衍、谢二庆为代表的学科带头人,兰伟、彭尚龙、周金元、潘孝军、韩卫华、张振兴、王琦、苏庆等中青年骨干为核心的高水平科研团队,聚焦半导体新材料、新型电子器件、新能源材料、柔性电子、功率半导体五大前沿方向,深耕细作、勇攀高峰。
图6 兰州大学物理学院半导体方向研究生答辩合影(2010年)
科研创新成果丰硕,国际影响力持续提升。专业累计承担国家级、省部级项目40余项,取得一系列原创性重大成果:贺德衍团队深耕硅基材料、锂离子电池、太阳能电池研究,多项成果成功应用于新能源器件;谢二庆团队在纳米光电子材料、超级电容器领域成果显着,指导段辉高荣获全国百篇优秀博士学位论文,实现了兰州大学物理学院零突破(图6);兰伟团队聚焦柔性电子学(包括柔性电化学储能、柔性传感材料与器件),研发电子皮肤、柔性可穿戴设备、生物可吸收电源系统与诊疗系统、柔性透明导电膜,多次在国际顶级期刊发表高水平成果(图7);谢二庆、兰伟连续多年入选全球前2%顶尖科学家榜单。周金元、韩卫华、潘孝军、彭尚龙、张振兴、王琦等青年骨干,在原子开关、紫外探测、纳米发电机、微型储能器件、多功能发光材料等领域取得突破性进展。在教学工作上,蔡让岐获兰州大学隆基教育教学奖“隆基教学骨干奖”;苏庆获兰州大学隆基教育教学奖“隆基教学新秀奖”和“教学创新奖”,并在“甘肃省青年教师教学技能大赛”、“全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛”中获得多个奖项。
这一时期人才培养取得丰硕成果。一批毕业生获得国家级人才头衔,典型代表有:国家杰出青年科学基金获得者段辉高(2000—2010年本硕博),教育部长江学者张永哲(2004—2009年硕博),国家“万人计划”领军人才张兴旺(1990—1999年本硕博),国家“万人计划”领军人才宋杰(2001—2005年本科),国家杰出青年科学基金获得者鲁宾安(2004—2012年本硕博),国家海外优秀青年科学基金获得者何勇民(2009—2015年硕博)等。还有部分毕业生在科研院所承担领导岗位,例如甘肃省农科院党委书记刘国汉,中国科学院半导体研究所党委书记王文武,中国科学院电工研究所副所长韩立等。专业培养出的一大批杰出人才活跃在全球学术前沿与国家产业一线,彰显了兰大半导体物理人才培养的卓越实力。
截至目前,专业累计获省部级科技奖励10余项,授权发明ZL50余件,在国际顶级期刊发表论文1000余篇,学术影响力与核心竞争力稳步提升。
六十余载风雨耕耘,一甲子薪火赓续绵延。兰州大学物理学院半导体物理专业从西北荒原上的“星星之火”,发展成为国内一流、特色鲜明的优势学科,始终坚守扎根西部、服务国家、追求卓越的初心,传承“艰苦奋斗、严谨治学、知行合一、为国育才”的兰大物理精神。
站在新的历史起点,专业将紧扣半导体、新能源、柔性电子等国家战略发展急需领域,持续优化学科布局、强化科研创新、深化产教融合,着力培养具有家国情怀、国际视野、创新能力的半导体拔尖人才,力争在关键核心技术攻关、高层次人才培养、产业服务等方面取得新突破,为我国半导体事业高质量发展、实现科技自立自强贡献兰大智慧与力量!
致 谢 谨向兰州大学物理科学与技术学院王印月、谢二庆、杨映虎、李海蓉四位老师,校友徐希翔先生(隆基绿能)致以诚挚谢意,承蒙惠赐珍贵史料与相关参考资料。特别感谢物理科学与技术学院苏庆、兰伟两位老师,负责文稿的主要撰写、梳理与修订工作。兰州大学新闻与传播学院研究生管子怡参与文稿撰写润色,在此深表感谢。亦衷心感谢物理科学与技术学院李星波、张振兴、潘孝军、周金元、张亚雄,材料与能源学院刘奇明等老师,在文稿编纂过程中给予的鼎力支持。
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