新華日報·交匯點記者 張紅

“不追求轟轟烈烈的研究成果，而是在自己喜歡的專業(yè)領域，堅持不懈地研究下去，享受這個過程中新發(fā)現(xiàn)新突破帶給自己的樂趣”，2006年，從國外歸來后，南京大學電子科學與工程學院金飚兵教授帶領團隊，潛心于超導與太赫茲電子學領域研究，在太赫茲波的產(chǎn)生與調(diào)控等方面取得了突破性的研究成果，為太赫茲波的未來應用提供技術(shù)創(chuàng)新和方法支持。

源于熱愛，執(zhí)著研究方向的奇妙突破

“1982年我進入南大物理系學習，當時的專業(yè)是無線電物理，到1984年5月，無線電物理專業(yè)和聲學專業(yè)等從物理系分出來，成為信息物理系，科研和人才培養(yǎng)重點也轉(zhuǎn)向與電子信息領域相關(guān)的新材料、新器件和新技術(shù)領域，信息物理系后來演變成電子科學與工程系和現(xiàn)在的電子科學與工程學院，等于說我們是南大最早一批電子科學與工程方向的學生。后來我的研究方向是超導電子?！苯痨榻B說。

（圖片由受訪者提供）

“在德國工作期間，我開始接觸一些太赫茲波測量方面的工作。2006年底回國后，在吳培亨院士的指導下，正式開始了太赫茲波科學與技術(shù)的研究工作。太赫茲波是一種超高頻率電磁波，是目前國際上學術(shù)前沿的研究方向。多年來，我們一直在探索，一直在尋找好的太赫茲波產(chǎn)生、調(diào)控和探測的方法，正是因為喜歡，在遇到困難時，都能堅持下去，不斷前行”。

對這一研究的堅持也源于科研的奇妙和難以預測。“我在德國于利希研究中心工作近五年，該中心有位著名科學家格林貝格爾，他是自旋電子學學科的開創(chuàng)者之一，也是2007年諾貝爾物理學獎獲得者。運用他發(fā)明的技術(shù)，我們現(xiàn)在才可能有如今體積小、容量大的固態(tài)硬盤，它深刻地改變了人們的生活。當年我經(jīng)常在中心的餐廳里看見他排隊就餐，并與許多同事討論問題，他看上去和藹可親。而我當時的研究方向是超導器件的微波和太赫茲表征，與他的研究方向完全不同。但從2018年起，我開始把太赫茲技術(shù)與自旋電子學結(jié)合起來，首次在常溫和無磁場的情況下，在反鐵磁材料中觀察到超快自旋電流的產(chǎn)生。我的研究與格林貝格爾的研究產(chǎn)生了交集，這是當時我沒有預料到的，科學的世界就是這么奇妙。”

團隊合作，前沿研發(fā)領域的不斷開拓者

在德國等國家工作幾年后，金飚兵回到母校南京大學工作，一直從事太赫茲科學與技術(shù)方面的研究工作。他和他的團隊一起搭建了多物理場太赫茲時域光譜技術(shù)實驗平臺，該平臺是國內(nèi)首套可進行極低溫和強太赫茲場激發(fā)的太赫茲時域光譜系統(tǒng)，性能指標達到國際水平。他們還采用在太赫茲頻段具有調(diào)諧特性的材料（相變材料、液晶），攻克了陣列化器件設計、微納加工工藝、串擾抑制、控制電路軟硬件開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了太赫茲波幅度、相位等參量的可編程調(diào)制，研制出具有記憶功能和波束調(diào)控功能的可編程器件。在太赫茲光譜方面，他們利用超快激光脈沖泵浦反鐵磁/重金屬異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，檢測到了太赫茲輻射信號，證明了反鐵磁材料在零磁場下的超快自旋流的注入。該實驗無需對反鐵磁薄膜施加外磁場，并且在室溫下實現(xiàn)超快自旋流的產(chǎn)生。這項研究被評為2021年中國光學十大進展之一；面向生物傳感應用需求，他們成功研制出高靈敏度太赫茲傳感器，并成功應用到活細胞的凋亡檢測中，未來有望在生物學研究中獲得應用。

（圖片由受訪者提供）

從不斷地研發(fā)到取得一次次成功，金飚兵和他的研究團隊在這些項目上鉆研了將近15年?！凹夹g(shù)層面的問題，我們可以通過不斷地學習和反復地實驗來補充提升。困難也可以一點一點去克服，正是因為持續(xù)不斷的堅持和對研究的熱愛，我們成為在國內(nèi)太赫茲領域領先的幾個團隊之一，在國際上也有一定的影響力。這份成功不是我個人的，而是整個團隊的?！苯痨硎?。

探求應用場景，享受新發(fā)現(xiàn)新突破帶來的樂趣

目前，5G 技術(shù)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)開始大規(guī)模的商業(yè)部署，它采用微波信號作為信息的載體。太赫茲波的頻率比微波頻率高100-10000倍，這意味著太赫茲波通信是下一代無線通信技術(shù)的核心發(fā)展目標之一，將帶給我們“無所不在的無線智能”。

“科研攻關(guān)時，要考慮的不能只是商業(yè)價值，還要考慮研究方向的學術(shù)價值以及未來對國家和社會發(fā)展有沒有貢獻。在研發(fā)過程中，我很享受新發(fā)現(xiàn)新突破帶來的樂趣?！苯痨吲d地告訴記者，雖然目前太赫茲技術(shù)的應用場景還在探索之中，處于基礎階段，但是這項技術(shù)的研發(fā)卻一直在進行中。

（圖片由受訪者提供）

“目前太赫茲技術(shù)有幾個可能的應用點，一個是機場安檢，另一個是空間通訊?！庇捎跈C場X光機不能用于人體檢查，所以人體安檢大多采用人工的方法，靈敏度不夠。而用太赫茲技術(shù)做成的安檢機器，可以穿透織物，發(fā)現(xiàn)藏匿在衣服里面的危險物品，且對人體沒有任何傷害。目前這項技術(shù)已經(jīng)應用在美國的機場安檢中。而太赫茲技術(shù)在空間通訊上的應用目前還只是在地面上做實驗，還沒有發(fā)展到太空運用的階段。

金飚兵表示：“太赫茲波的研究比較前沿，比較高端，也還有很長的路要走，對于個人來說，我選擇了這個科研方向，它又是我非常喜歡的，我就會不畏困難，堅持走下去，一代代這樣走下去，總會有成果有收獲?！?