鄭州大學

鄭大故事:甘坐冷板凳 潛心磨一劍——記“平板顯示用高性能ITO靶材制備關鍵技術及工程化”項目榮獲2020年度國家技術發明獎二等獎

發布時間:2021年11月25日 信息來源:

鄭大故事:甘坐冷板凳 潛心磨一劍——記“平板顯示用高性能ITO靶材制備關鍵技術及工程化”項目榮獲2020年度國家技術發明獎二等獎

11月3日,2020年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重召開。鄭州大學主持完成的“平板顯示用高性能ITO靶材制備關鍵技術及工程化”項目榮獲國家技術發明獎二等獎,鄭州大學材料科學與工程學院院長、河南省資源與材料工業技術研究院院長何季麟院士為項目主持人,材料科學與工程學院孫本雙教授和舒永春教授等為主要完成人。

“這是對團隊近二十年來甘坐冷板凳、潛心磨一劍的認可,是榮譽更是鼓勵,我們將繼續在關鍵金屬與先進靶材料領域勇攀高峰,實現更多從‘0’到‘1’的突破。”何季麟說。

国内精自线一二三四20212018年,《科技日報》公布了制約我國工業發展的35項“卡脖子”技術,其中ITO靶材料赫然在列。

国内精自线一二三四2021ITO靶材,又稱氧化銦錫材料。日常生活中手機屏幕、電腦顯示器、平板電腦等各種顯示屏都離不開它。顯示屏的玻璃基材原本不透明不導電,需要在表面涂上一層膜使之導電又透明,這個膜就是ITO膜。制備時需要先把它做成一塊靶材,再用磁控濺射離子束對著靶材進行高速轟擊,將其氣化濺鍍到玻璃基板上,就形成了這層膜。它不僅用于有機發光顯示和觸控面板,還用于太陽能電池和抗靜電鍍膜、EMI屏蔽的透明傳導鍍膜等,在全球擁有廣泛的市場。

中國是銦資源大國,原材料卻大量出口到日韓,而后再高價購買他們的靶材產品。2018年國內還沒有一家企業能做超過32英寸的靶材,燒不出大號靶材,中國平板顯示制造就陷入困境,仰人鼻息,這也讓何季麟很心痛。

国内精自线一二三四2021技術保密、裝備不賣、無材料可查,外國對我國進行技術全方位封鎖。為了解決這項“卡脖子”技術,90年代中期,在何季麟的帶領下中國率先開發氧化物靶材。“剛開始做靶材料研究時,別人提指標要求,我們來實現。看著實驗室的各項數據比較滿意,我們拿著樣品去鍍膜檢測,卻發現相差甚遠。”舒永春說。用時間軸來呈現這個項目漫長的研發歷程就是:1996-2005年從無到有,2005-2015年自主研發,2015年至今并跑、超越。

自2015年來到鄭大,何季麟深耕于兩個領域并取得重大突破,一是半導體集成電路用的金屬與合金板材料,二是平板顯示方向上所用的氧化物材料,潛心研發這兩大材料并實施產業化。“這是黨和國家關注的、需要重點突破的‘卡脖子’關鍵技術。”何季麟說。他組建了自己的研究團隊,從原先的僅有7人,到現在已有40多名科研人員。

2018年,在何季麟的帶領下,以鄭州大學、寧夏冶煉廠、福建阿石創聯合團隊為代表的中國科研力量,實現了大尺寸ITO靶材制備關鍵技術突破,產品迅速進入中國京東方世界最大平板顯示生產龍頭企業。“我們自己合成原料、自主研發,形成了一條與日韓不同的工藝路線,申請了知識產權和國外專利,建立中試車間、靶材中試產業,性能已經超過了日韓的產品。”先進靶材料研究中心支部書記宋建勛說。

今天,這項成果終于使中國ITO靶材制備實現了從無到有、自主研發到并跑超越的突破,中國ITO靶材產業化技術自主創新體系初步形成,已經建成了年產66噸生產線,產品率先批量應用于京東方高世代TFT生產線。近三年新增銷售額1.05億元,利潤953萬元,新增應用效益47.4億元,利潤5.1億元。中國8.5G以上靶材市場占有率5%,實現高端應用由“0”到“1”的突破,打破國外技術封鎖,迫使日本ITO靶材降價80%,為靶材料中國制造到中國創造作出了示范引領性貢獻。

国内精自线一二三四2021“此次獲得國家科技進步二等獎,是何季麟院士團隊多年來持之以恒、團結協作、集中攻堅的結果。”材料科學與工程學院黨委書記王瑞波說。

何季麟1945年9月出生于河南開封,大學畢業后分配到寧夏工作,長期從事有色、稀有金屬冶煉與加工理論和工程化技術的研究開發,開創了具有自主知識產權的鉭鈮金屬冶煉、加工工藝、技術與方法并實現了工程化應用。

2015年,何季麟以學科首席特聘教授的身份來到鄭州大學,擔任新成立的河南省資源與材料工業技術研究院院長。他深入了解學校材料學科的現狀,結合河南省的優勢產業進行學科布局,圍繞“服務國家戰略需求、服務河南有色金屬產業”,布局了金屬與合金靶材、氧化物靶材、高純金屬制備、鋁綠色冶煉、鎂綠色冶煉等8個新的研究方向,組建了“先進靶材研究中心”,著力打造國內領先、國際先進的研發團隊。

国内精自线一二三四2021“何院士給我們確立了一個靶材夢,即做出一兩種靶材,解決一兩項‘卡脖子’問題,將靶材推廣應用到國家經濟主戰場,在先進靶材研究領域占有一席之地。為了攻破一些科技難題,他時常帶領團隊在中心工作到深夜,凌晨1點回家是很常見的事情。我們青年老師都熬不住了,但76歲的他仍堅守一線。”材料科學與工程學院副院長王海龍感慨。

国内精自线一二三四2021“何院士凡事以身作則、躬身力行,什么事情都沖到第一線,這么大年紀,很多事情他親自帶著大家做。他還給我們青年老師強調很多實驗一定要親自去做,不能只讓學生做,否則不知道問題出在哪。” 宋建勛說。

国内精自线一二三四2021在科學研究中,何季麟強調學以致用、服務社會。團隊副研究員劉洋表示,何院士時常教導我們,所做的研究不能停留寫文章發論文,要準確把握國家戰略科技力量建設的重點任務,做有用的科研,更好支撐國家科技自立自強。

国内精自线一二三四20212021年,何季麟獲評“全國優秀共產黨員”。他在給師生做報告時語重心長地叮囑大家:“創新發展、高質量發展時不我待,要振奮精神、團結奮斗,抓牢接力棒,勇敢肩負起歷史賦予我們的使命責任,努力把鄭州大學建設成世界一流大學,努力為黨和為人民作出更大的貢獻!”

目前,先進靶材料研究中心瞄準國家亟需,開展多品種靶材研究,研究涉及金屬靶、合金靶、氧化物靶、陶瓷靶等20多個品種,重點攻關半導體芯片銅靶、鈦靶、氧化鎂靶、薄膜太陽能lMO等“卡脖子”的靶材制備技術,深耕靶材料基礎研究的同時,也希望為河南產業發展、為國家建設貢獻更多力量。“我一輩子與科學技術結緣,幾十年與冶金專業、材料制備技術相伴,只要我還能做得動,就會繼續發揮余熱,做更多的科研工作,為科技強國貢獻一己之力。”年逾古稀,何季麟依然壯心不已。(李艷麗 撰稿 張寧 攝影)

“平板顯示用高性能ITO靶材制備關鍵技術及工程化”項目榮獲2020年度國家技術發明獎二等獎

何季麟院士及其團隊進行研討

ITO成品靶材

 

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