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揽获国家科技奖逾七成 高校仍是科研创新主力军
2016-01-13 科技日报
120所高校揽获国家科技奖逾七成
高校仍是科研创新主力军

中国科学技术大学教授潘建伟(中)在实验室与同事讨论实验。新华社发

  国家自然科学奖唯一的一等奖被中国科学技术大学潘建伟团队摘取。

  国家技术发明奖唯一的一等奖被南昌大学江风益团队摘取。

  ……

  1月8日,2015年度国家科技三大奖最终结果的公布吸引了无数人的目光。而全国高校以绝对领跑的优势继续稳居科研创新主力军地位。

  国家科技奖励工作办公室数据显示,2015年度国家科学技术奖共评选出295个项目,国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖受理项目和评审通过项目总数进一步减少,总数比2011年减少21%,进步奖减少近100项,减幅近35%。

  在总数减少的情况下,高校获奖比例依然保持近几年来的良好状态。

  2015年度国家科学技术奖三大奖中,全国共有120所高校作为主要完成单位获得了174项大奖,占通用项目总数233项的74.7%。其中,有67所高校作为第一完成单位的获奖项目数为125项,占授奖总数的53.6%。

  数据显示,在基础研究、重大原始性创新研究领域,高校继续保持领跑优势。全国高等学校获得2015年国家自然科学奖一等奖1项、二等奖33项,占授奖项目总数42项的81%。相对于2014年度,高校自然科学奖获奖比例提高22.3个百分点。

  在技术创新领域,高校的科研成果直接服务于经济民生。全国高校获2015年度国家技术发明奖一等奖一项,获国家技术发明奖二等奖31项,占通用项目授奖总数50项的64%。全国高校获得2015年度国家科学技术进步奖通用项目108项,占通用项目授奖总数141项的76.6%,比2014年提高2.6个百分点,其中,高校为第一完成单位的获奖项目59项,包含一等奖1项、创新团队奖3项,二等奖55项,占通用项目授奖总数的41.8%,比2014年提高4.8个百分点。

  另外,全国共有17所高校作为第一完成单位,获得了2015年度国家科学技术奖国防专用项目23项,占授奖总数的39.0%。

  教育部科技发展中心负责人表示,高校在全国授奖项目中的继续保持高比例,说明高等学校的科研实力在不断提升,对我国科技创新和经济发展的贡献越来越大。尤其是高校获得的1项国家自然科学奖一等奖、1项国家技术发明奖一等奖项目,充分体现了高校的基础研究和重大原始性创新研究在我国占有举足轻重的地位。

  ——潘建伟团队——

  推开量子世界大门

  1月8日,代表中国自然科学领域最高奖项的国家自然科学奖一等奖在万众期待中揭晓,中国科学技术大学潘建伟、彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵为主要完成人的“多光子纠缠及干涉度量”团队获此殊荣。而这个团队的成员都是70后、80后青年科学家。

  什么是“多光子纠缠及干涉度量”?简单地说,就是根据量子物理原理提供的一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作,并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵,以确保通信安全和提升计算速度等方面可以突破经典信息技术的瓶颈。

  “这次获奖,是对我们多年来深耕在量子领域的肯定。当然这还远远不够,未来还有更难啃的‘硬骨头’,要实现有实用价值的量子模拟机和量子计算机的基本功能,起码要实现几十到上百个量子比特的纠缠”,潘建伟说。

  潘建伟团队重要成员之一,国家杰出青年基金获得者陆朝阳教授则给自己定了一个时间表,“争取在五年之内,实现20—30个光子的纠缠”。

  为什么能取得如此多的成果?“有好的机遇”,彭承志谦虚地说,“兴趣决定我们到底能走多远,坚持让我们时刻准备着”。

  遇到过困难吗?“困难经常有”,刚完成博士论文时,潘建伟觉得光子纠缠的方向已经没法再深入了,“当时很困惑”,然而坚持下来,却是柳暗花明。

  争论是这个团队的常态,团队成员、菲涅尔奖得主陈宇翱说,“在学术问题上,我们经常“吵架”。潘建伟说,“我随时准备改变我的想法,团队的开放包容和紧密合作才能促进各自的成长”。

  2003年至今,潘建伟团队的成果8次入选两院院士评选的“年度十大科技进展新闻”,1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”,3次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”,3次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。

  认可不止于此。2007年,英国《新科学家》杂志曾在“中国崛起”特刊中,高度评价道,“潘和他的同事使得中国科学技术大学——因而也是整个中国——牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地”;2012年,英国《自然》杂志在报道该项目团队量子通信研究成果的新闻特稿“量子太空竞赛”中不吝赞美之词:“这标志着中国在量子通信领域的崛起,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅,将领先于欧洲和北美……”(刘爱华)

  ——江风益团队——

  用“中国芯”照亮世界

  南昌大学江风益团队的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”项目斩获国家技术发明奖一等奖,这是今年国家技术发明奖中唯一的一等奖。

  LED,即发光二极管,是一种节能环保的冷光源,已形成有着巨大潜力的战略性新兴产业。长期以来,国际上的LED照明技术路线,主要由日方的蓝宝石衬底和美方的碳化硅衬底方案所主导,前者更是目前产业界采用的主流技术路线。

  “蓝宝石衬底和碳化硅衬底目前已经形成了LED全行业的布局,专利全在日、美等国手里。”江风益说,“这意味着,如果我国的LED产业仍沿着这两条技术路线发展,势必会因技术壁垒而在市场竞争中处于劣势,只能拼价格、拼规模、拼投资,在中低端照明市场挣扎。”

  2003年底,追踪蓝宝石衬底技术已有7年的江风益团队,把目光对准了硅衬底LED技术。

  用硅衬底,虽然成本低廉,但由于硅和GaN这两种材料存在巨大的晶格失配和热失配导致的外延膜龟裂、晶体质量差以及衬底不透明导致出光效率低等问题,长期以来,学术界视之为LED的“童话故事”并望而却步。简言之,硅与GaN存在着巨大的性能差异,要二者相辅相成属于世界性难题,几无成功的可能!

  时年39岁的江风益却认为,从不可能中找出可能、于个性中遴选出共性,从来就是科学探索的必经之路。抱着“不撞南墙不知究竟”的信念,在南昌大学的鼎力支持下,他带着铺盖一头扎进实验室中,用60万元贷款购买的实验设备和材料,开始了艰苦的科研之旅。

  从科研立项到小试成功的一千多个日子里,在食不甘味、昼夜不察的“新常态”下,随着硅与GaN两个小伙伴从陌生到熟知与相融,LED照明家族中,徐徐打开了一扇属于中国的华彩大门。

  经过三千多次实验,通过对70多种材料和4000多个参数设计,江风益科研团队发明了在材料生长和芯片制造过程中克服巨大张应力的方法、结构和工艺技术,在国际上率先研制成功高内量子效率硅衬底蓝光LED外延材料和高取光效率、高可靠性单面出光蓝光LED芯片,其出光方向性和均匀性优于多面出光的其他技术路线,各项指标均处于国际领先地位。

  “这个项目创造了LED照明第三条技术路线,已获得授权专利147项,其中国际专利47项,实现了外延芯片核心部件每一层都有专利保护,打破了日美等国在这个领域的技术垄断,也避开了与他们发展起来的蓝宝石和碳化硅衬底LED技术路线发生知识产权纠纷。”硅衬底LED项目研发人之一、晶能光电(江西)公司研发副总裁孙钱博士说,“从国家战略层面讲,硅衬底技术是我国拥有自主知识产权的技术路线,可以构建中国完全自主的LED产业。”

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