材料學前千分之一的科學家朱劍豪教授訪談

近日，香港城市大學物理與材料科學系講座教授朱劍豪獲得2007年IEEE核與等離子體科學“協會貢獻獎”。這是IEEE在該領域的最高榮譽獎，自1972年設立以來，每年頒給一位有突出貢獻的科學家，朱劍豪是第一位在亞洲地區工作的獲獎人。
 
朱劍豪生于1956年，長期從事等離子體科學的基礎性科研工作，并將等離子體技術應用到半導體材料、光電材料和生物材料中；他從中國香港地區、澳大利亞、中國大陸、德國、瑞士和美國的研究機構和公司中獲得1000萬美元研究經費；截至2006年底發表SCI論文434篇；最近被ISI Thomson Scientific評為國際材料學領域前0.1％的科學家。
 
朱劍豪有十幾年的業界工作經驗，先后擁有3家公司、8項美國ZL和5項中國ZL，IBM、三星、夏普、Applied Materials等公司在申請ZL時52次引用其ZL。
 
同時，朱劍豪是香港觀塘游泳隊隊員，保持著香港特區2項接力紀錄和香港城市大學3項個人紀錄及1項接力紀錄，獲得過城市大學羽毛球單打、雙打、混雙和團體冠軍。他的辦公室里放滿了參加各種賽事的近200個獎牌、獎杯和證書。
 
“我覺得我是比較奇怪的一個人，有自己的公司，在學校是教授；跟很多人合作，也有自己的東西；在很多領域有成果。像個怪物一樣，不過也很自然。”近日，接受《科學時報》記者采訪時，朱劍豪這樣形容自己。

 
公司總裁
 
經過20世紀70年代石油荒和日本汽車工業興起的打擊，1982年朱劍豪從康奈爾大學博士畢業時，美國經濟不太景氣。被一所大學拒絕之后，朱劍豪加入了硅谷一家名叫Charles Evans & Associates的小公司，該公司后來成為美國材料表征方面最大的公司之一。
 
1982年到1989年，8年中朱劍豪晉升4次，從普通技術人員做起，慢慢開始和客戶打交道、管業務、了解市場，成為公司副總裁，主管研發。“開始公司只有20人，到1989年已經有150人，我在任期間，公司聘請了很多哈佛、耶魯、伯克利、斯坦福、加州理工的博士生，所以才能成為世界公認的公司。”朱劍豪說。
 
1989年，一次偶然機會給了朱劍豪的事業一個新開端。“1989年公司在臺北有個展覽會，我到臺灣之后發現臺灣的園區很好、市場非常大。我就把新加坡、馬來西亞、香港全跑了一遍，接觸了很多公司。當時亞洲經濟正在慢慢起飛，但是很多產業還沒有人進去，我就跟公司說我們的業務一定要往遠東發展。”
 
同時，已成為公司副總裁的朱劍豪也開始思考自己的人生：“我在公司待了8年，做到副總裁，上面的老板就是公司的成立者，雖然他對我很好，但是我當時只有33歲，后面還有30年的工作，卻沒有上升的空間，難道就一直當老二嗎？”
 
1990年，在老板的支持下，朱劍豪在亞洲成立了自己的第一家公司Evans Asia，主要推銷美國母公司的業務，成為第一批回來做生意的人。他把家搬回香港，兩個孩子一個3歲一個5歲，夫人廣東話還說不靈光。他自己一個人全亞洲跑，跑多少掙多少，跑不到就沒工資。
 
1996年，朱劍豪在硅谷的研究合作伙伴打算開公司，需要做出樣品爭取投資，這時朱劍豪已來到香港城市大學。當時，他在該大學的實驗室初具規模，領導研究組做成了世界第一片用等離子技術做的100毫米和150毫米的SOI（絕緣體上硅）基片，為合作伙伴爭取到1億美元投資，順利成立公司，朱劍豪成為公司技術顧問。該發明還被作為香港的典型技術成就由《固態技術》在其40周年紀念期上作為封面文章介紹。
 
研究有了應用之后，朱劍豪又在香港和成都開了兩家公司，主要發展基于等離子的商業技術以及離子源、等離子植入器、電源等硬件產品，同時提供工業咨詢。他還在美國、中國、日本、韓國等地的大學和公司就材料表征和加工開設過很多短期課程和講座。
 
朱劍豪說：“我是從工業界進入大學的，在工業界有十幾年的工作經驗，我了解市場的需求，并且與很多大公司有密切聯系，所以科研成果的商業化轉化沒有問題。”
 
最佳講師
 
朱劍豪一生同化學結緣，但是在他前往美國之后的17歲時卻首先獲得數學學士學位。朱劍豪回憶道：“大學時本來是學習化學的，但是我想提前畢業，省一年學費。當時我半工半讀，化學實驗多，很難提前畢業。于是轉到數學系，數學有些課程跟化學類似，可以既拿學分又學到化學。”
 
順利提前畢業后朱劍豪進入康奈爾大學化學系，加入George H Morrison教授課題組，直到獲得博士學位。Morrison是美國知名化學家，曾參加過阿波羅登月計劃，獲得過美國化學會分析化學獎，擔任美國化學會雜志《分析化學》主編，也是對朱劍豪影響最大的人。
 
“他給我很多啟發，最主要是他謙虛、開放、容人的做人態度。”朱劍豪回憶道：“我當時是香港同學會主席，有一次去復印同學會的宣傳單，用導師的賬號在系里復印，之后忘記拿原稿。導師把原稿還我時只說‘這個給你’，一句話都沒多說，但是我感覺比他罵我還難受。但我覺得他做得非常好，對錯要自知，現在我也用同樣的方式對待學生。”
 
1990年在香港成立公司大大減少了朱劍豪的科研時間。但很快，香港城市大學校長、中國科學院院士鄭耀宗邀請他到城市大學做訪問學者，幫助學校開展新項目、籌劃建立材料科學系。
 
20世紀90年代中期，香港回歸在即，鄭耀宗問朱劍豪：同時在公司和學校，不是長久之計，以后怎么打算？“那時候公司上了正軌，我參與少了，而且也更喜歡作研究。覺得工作、房子、妻子、跑車、孩子，所謂的‘美國夢’我都實現了，不如做一點自己喜歡的事情。”朱劍豪就這樣開始做全職教授。2000年左右，Charles Evans & Associates被其他公司收購，他把自己的子公司一并出售，徹底回到大學作研究。
 
在香港城市大學，朱劍豪被學生選為城大“best lecturer”和“best presenter”。學生每年給授課教師打分，7分為滿分，2006年朱劍豪所在的科學與工程學院平均分為5.3分，朱劍豪得到6.7分，很多學生在評語里寫：“謝謝你教這門課。”
 
朱劍豪說：“學生其實對我影響很大，我把他們當做朋友，我們是一個團隊，要一起把事情做好。除了科研，教授對學生有兩種貢獻，一種是做好的榜樣，一種是給他們指導。上課很重要，要用心做，教學不好怎么能當教授呢？課堂之外我當運動隊的領隊，跟運動員交往比較多。”
 
香港城市大學羽毛球男子隊在香港連續贏得13年團體冠軍，2006年朱劍豪帶隊到中國科學技術大學參加全國大學生比賽，獲得業余組男子單打冠軍、季軍和雙打亞軍。“運動員其實更需要幫助，他們打球能打那么好肯定是有決心的，學習不行只是決心沒有放對地方。我經常跟他們聊天，他們都很尊重我。有些成績不好，我也會去給他們求情，幫他們找工作，寫推薦信。”
 
從半導體到納米到生物材料，朱劍豪說：“為什么我研究得那么雜？因為當大學教授要全面，每年都要有新概念。每個學生的才能都不一樣，要找不同的項目給他們做，我所有博士生、碩士生的方向都不一樣。當教授之后我特意多開會、多跟人家聊天，看看怎么開展不同領域的工作。做生意只要做好一個產品，就可以賺很多錢，但是作研究不能把項目做死。在香港我每年一定要寫一兩個項目，每個都不一樣，幾年下來研究內容就比較多元化。”
 
材料學前千分之一的科學家
 
20世紀80年代朱劍豪還在美國公司工作時，每年都有論文發表，其中也不乏優秀成果。1988年，朱劍豪和加州大學伯克利分校的Nathan W Cheung合作開展碳離子和氧離子注入對硅材料吸雜處理的研究，首次成功證實，即使碳離子注入量很大，注入的碳仍能成為有效的吸雜中心，而且可以避免離子注入引起的位錯環和擴展缺陷。國際離子注入領域著名專家J.S.Williams在題為《半導體的離子注入》的評論文章中指出，該方法相當成功，能顯著改善器件性能。
 
在公司做管理如何保持同學術界的同步？“這很簡單，”朱劍豪說，“技術我一直沒放，因為這是我的基礎。客戶中有伯克利、斯坦福、IBM、Intel的科學家跟我合作作項目，晚上公司儀器可以隨便用，我就自己作研究。美國有專門為小公司設立的研究經費，我也申請作一些應用研究。”
 
打算到城市大學做教授之后，朱劍豪想開展當時香港沒有的等離子體科學的研究，1995年就開始申請項目。1996年初正式簽約成為城大教授后，朱劍豪建立了香港城市大學等離子實驗室。經過幾年發展，該實驗室現已成為世界上最有名的多用途等離子浸入與離子注入（PIII）實驗室之一，他本人被選為國際等離子體注入與沉積委員會執行主席。
 
朱劍豪在國際上較早開展PIII技術研究，開發的DC-PIII技術可以大大提高大批量硅片的等離子體處理效率；提出了基于微軟視窗的模擬程序，可以更加準確地模擬內表面和不規則表面的等離子體注入過程；制備出了高潔凈、超薄SOI材料和新型高導熱SOI材料SOAN(氮化鋁埋層上硅)，并將該技術拓展到其他超薄半導體材料制備。
 
最近幾年，朱劍豪轉向了PIII技術在生物材料的研究。他說：“現在學術界有兩大課題——能源和生物。我們最近開始做與能源相關的一些課題，例如研制效率更高的太陽能電池感光材料。我們在生物方面開展的研究較多，下一代生物芯片、傳感器的前景很好。”
 
生物醫用材料的表面組成和結構對其植入效果和使用壽命有很大影響。朱劍豪將氫離子注入到硅片表面，首次獲得了具有生物活性的硅材料，使得硅基生物傳感器有可能應用于人體；他發現氫離子注入納米氧化鈦涂層具有良好的生物活性，可用于制作骨植入材料；他還發現，在鎳鈦形狀記憶合金表面注入高反應活性碳、氮和氧離子，可有效抑制有毒的鎳離子進入人體。年銷售額超過20億美元的瑞士著名醫藥器械公司SYNTHES，出資資助朱劍豪進行鎳鈦合金表面改性的應用開發。目前，鎳鈦形狀記憶合金支架正在香港大學醫學院進行臨床試驗。
 
除了科研，朱劍豪還是一名運動員，他堅持每天運動兩小時以上，周一、三、五游泳，周二、四、六打球，星期天去健身房鍛煉。“昨天還游了4000米，”朱劍豪說，“健康很重要，一定要運動，但是我晚上運動回來也工作很晚，我一周工作7天。家庭、運動、教學、研究、工業應用都很重要，全部都要做。”