韩根全：“理想”与“情怀”是做科研的两样法宝

■记者 付一枫

“我今天可以满怀理想，充满信心地在科学研究的道路上开疆拓土，第一是因为西电这所信息领域的传统名校给我提供了丰富的科研资源，第二是因为郝跃院士给我指明了‘非硅微电子学’的研究方向。世间千里马常有而伯乐不常有，郝老师无疑是这样的大师级人物。”

多年没有像样的科研成果，好几次差点放弃学术研究；借着锗锡材料出现的东风，他终于迎来科研的转折点，国际上首次制备出高性能锗锡CMOS器件，实现了多个世界“首次”和最高纪录。他就是西安电子科技大学微电子学院韩根全教授。他提起这些布满荆棘的科研征途时却总是淡淡一笑，云淡风轻的样子。

“没理想，吃不得苦；没情怀，做不了科研。”从科研的低谷走出，韩根全靠的就是“理想”和“情怀”这两样法宝。

求学：“不是我笨，是得站得高、看得远”

本科就读于清华大学材料科学与工程系，在偶尔一次旁听一堂半导体物理课后，韩根全对半导体器件方向产生浓厚兴趣并最终进入中科院半导体所读直博；期间他没做出什么像样的成果仅仅调试了5年CVD设备——设备一次又一次出问题，一次次跟维修师傅熬通宵找出问题症结所在，最终长出了一片又一片硅片锗片，并给师弟们留下了一台性能优异的材料生长设备。

这些实实在在、浩繁复杂的工作并不能量化到文章上，临近毕业的韩根全本以为五年时光虚度。然而世界上终归没有白费的努力，日后，在科研征途上跌跌撞撞、阅尽沧桑的韩根全才深深地体会到这一点。又有谁能知道这一番心血会把他引向哪一个转折路口呢？

本科到博士，韩根全度过了一段勤奋而迷茫的时期。“无论如何努力都没能做出好成果。好几次差点放弃做研究。”到了新加坡国立大学，韩根全才找到了问题的症结。“许多人不比我聪明啊，放国内他们也未必考得上清华，”韩根全开玩笑道，“为何却能做出那么多优异成绩？自己揣着理想，勤奋又不笨，怎么就是做不好？后来才发现问题在于，以前自己站得不够高，看得不够远，对方向的选择和把握不足，再勤奋也没有用。”

调整思路后的韩根全，逐渐走出了研究的低谷。这样旷日持久的低迷期，对任何研究者来说都是严峻的考验。如何一次次从想要放弃到把自己硬生生拉回实验室，韩根全反复说着“理想”与“情怀”这两个词——他的理想是在科学上做到自己该做的，像胡正明教授和郝跃院士一样，做出影响后世的技术；情怀是对所做科研目标勇往直前的坚定信念，和对学校和国家发展的奉献精神。

韩根全最终在新加坡国立大学转向了微电子器件方向，借着“锗锡材料”的东风，驶入研究的高速路。有理想的人都很辛苦，但理想让他们乐在其中。“新加坡的Yeo Yee-chia教授每天只睡四五个小时，凌晨三点开会讨论是常态。大半夜学生谁也不敢走，会议室坐得满登登。导师常常‘咣’一下推开门，指着一个学生就说，‘你把下一个版本发我看一下’。”导师和同学的勤奋程度让韩根全深深震撼又深受启发，“站位高，对方向的把握和选择又很准确，还如此刻苦，如何不出成果？在工程领域，不做出这样的努力休想在国际学术界有立足之地。他们让我知道，做科研，一要站高起点，抓住至高点和难点，二是要脚踏实地实实在在的付出。”自此，韩根全也成为了通宵讨论研究问题大军的一员。

到2013年，当时还只是博士后的韩根全，因其优异的成果，带领着一个锗锡团队开展工作，拿着新加坡国立大学助理教授的工资。这一年，导师以提高薪水并提供更高职位来挽留韩根全。心中长留着“情怀”二字，“我要回到我的祖国了。”韩根全这样告诉对自己有知遇之恩的导师YEO Yee-chia后，毅然回到了中国。

“回国之初，由于对国内的情况不了解，我先到了重庆大学，但那里毕竟没有微电子的学科优势，研究打不开局面。此时，命运再一次眷顾了我，郝跃院士在西电为我伸出了橄榄枝，我便来到了这里。当时想法很简单，哪儿能让我实现理想，我就去哪儿。”在韩根全看来，郝跃院士是他心中的灯塔，他取得的成果与郝院士高屋建瓴地指明研究方向并提供良好硬件条件和科研环境分不开。

科研：借锗锡材料的东风

在韩根全看来，自己的科研之路曾经荆棘密布，直到锗锡材料出现，才逐渐走上坦途，做出了突破性、开创性的成果。

初到新加坡国立大学，韩根全在导师指导下开始了以硅为材料的隧穿晶体管（TFET）研究。从一开始无论如何都达不到亚阈值摆幅低于60 mV/decade的要求，到在国际上首次研制出GeSn MOSFET和TFET器件，并在微电子器件领域建立一些影响，韩根全用了五年左右时间。

“头三年，利用硅作为材料，我们就是没法到达导师的要求。我的团队成员都很优秀，实验条件优越、基本功也很扎实，但就是做不出。不仅我的研究生涯面临着结束，他们也陷入可能毕不了业的窘境，这让我很崩溃。”

这个关键时候，在半导体所那台韩根全调试了五年的设备上，他曾经的师弟长出了新的锗锡材料。喜欢多方涉猎，阅读面极广是韩根全在学生期间就养成的习惯。这个习惯不仅仅能够让他融会贯通多个交叉学科，提供给他源源不断的科研灵感；在事业的低潮期，这个关键的转折点也是得益于此。在偶尔一次阅读师弟发表的光电子方向的文章时他注意到了这个新成果。“师弟说是受我启发，我在博士毕业时曾说今后这台外延设备可以长出高质量的锗锡材料。这事后来我却忘记了。”韩根全用嘿嘿一笑来诠释自己的幸运。

韩根全在半导体所的导师将几十片材料送给了这个在他看来靠谱且踏实的学生，“十分珍贵，国际上都没有。”韩根全至今对导师的信任充满感激。随后，韩根全团队克服了一系列工艺难题，在国际上首次制备出高性能锗锡CMOS和TFET器件。这一成果是锗基沟道电子器件研发的里程碑，掀开了锗锡（GeSn）电子器件研发的序幕。

“2011年初，我建议新加坡国立大学的导师与中科院半导体所合作开发锗锡器件。5月底长材料，很快就制备出高迁移率GnSn沟道pMOSFET器件，实验证明应变GnSn比Ge器件的空穴迁移率提高了66%。”这项成果以late news的形式发表于2011年IEEE International Electron Devices Meeting（IEDM）年会上。作为国际微电子器件领域的顶级会议，IEDM素有“微电子器件领域的奥林匹克盛会”之称。

来到西电加入到郝院士课题组以后，韩根全研究的重点依然是锗基沟道CMOS器件这一国际微电子前沿领域。2014年，他的团队获得了锗锡pMOSFET空穴迁移率国际最高纪录（845cm²/Vs），比硅器件提高了5倍以上，结果发表在2014年IEEE VLSI Symposium on Technology（VLSIT）上。2016年，他的团队实现高迁移率应变Ge pMOSFET，比Si器件迁移率提高18倍。2016年，他带领研究生国际上首次实现锗和锗锡的负电容晶体管，最小亚阈值摆幅达到21 mV/decade，该成果在IEDM 2016上发表。

伴随着“锗锡材料”的东风，韩根全已发表多篇学术文章，学术研究稳步前进。“我们万事俱备只欠东风，而锗锡就是东风。我们在失败中积累的很多东西在锗锡出现后派上了用场。”因为这段经历，韩根全也常告诉学生，要学会在不成功和不顺心的事中学会积累，“没关系，早晚会遇到突破点。但那个过程很痛苦，理想和情怀就是我们坚持下去的动力。”

人才培养：要做好这三件事

韩根全从2013年开始在国内带研究生，学生已经发表高水平SCI论文几十篇，多次国际会议口头报告，获得国奖八人次，有研究生获得国际学术会议excellent student paper award，更有学生登上了国际微电子学界的王牌会议IEDM和VLSIT的演讲台，向全世界口头报告了团队的最新研究论文，并获得了来自加州伯克利分校、普度大学、东京大学、IMEC的知名学者的关注，要求和韩根全课题组展开进一步的合作。这些学生的丰硕成果，离不开韩根全别具特色的培养人才“三件事要求”。

“第一件事是要出国、出境开会，去国际重要会议上做口头报道，第二件事是要获得一次国奖，第三件事才是做科研。头两件事必须完成，第三件事可完成可不完成。”自己的亲身经历让韩根全格外重视头两件事对学生成长的激励作用。

第一次参加国际会议的学生们往往紧张到吃不下饭。韩根全便安慰说：“哪怕站在台上20分钟一句话不说也没关系。”而慢慢渐入佳境的学生们最终作了一场场很出色的口头报告。多次重要会议的历练，韩根全期望中的蜕变在学生身上悄然发生。“许多原本默默无闻的学生，有过这样的经历后，讲话、讲故事、作报告的方式，与以前截然不同。”许多学生在国际大会上做完报告后，多位国际知名教授和多家公司都纷纷向其伸出橄榄枝，韩根全教授的口碑就这么流传出去了。

“本年度计划送十人次出国开会。我还鼓励他们每到一个地方，都到标志性地点走一走，了解当地的人文风情。”在今年优研计划导师宣讲会后，二十多位学生被韩根全新颖的培养理念吸引，将他团团围住。“这是一个很有趣且快乐地完成研究生生涯的方式。想到可以去国际会议做口头报告，学生很开心，做得也带劲，就会督促自己不断进步，很容易出成果。这是很好的促进方式，有了这个目标，做科研就成为一种享受，要让这个事业真正吸引他。

许多导师十分看重的发文量，在韩根全这里反倒成为次要，“科研做不好还有我，英文差的，我可以帮他们多弥补一些。而做口头报告、拿国奖只能靠自己。重要的是学生真正进步，发文只是副产品。”

“理想”和“情怀”，韩根全再次提起这两个词，“对年轻学者来说这两点很重要,成功与否、钱多钱少不重要，但要对得起国家、对得起学校、对得起学生。”

“与物理、数学等主要依靠个人能力的学科不一样，我们做工程的更需要团队经验的传承和好的平台的搭建。如今西电微电子学科为我们提供了很好的平台，优秀人才云集，学院会发展得更好！”