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第八届侨界贡献奖人物风采录(七十二)
王建浦:科技创新大潮澎湃,千帆竞发勇进者胜
2021年04月26日14:17  来源:中国侨联

王建浦教授是新型发光与显示领域的青年领军人才,现为南京工业大学先进材料研究院常务副院长、博士生导师。入选国家杰出青年科学基金、长江学者特聘教授、江苏省杰出青年基金、江苏省“双创计划”、江苏省特聘教授、江苏省“333高层次人才培养工程”等。致力于钙钛矿发光二极管(LED)研究,开发出具有自主知识产权的高性能钙钛矿薄膜,多次刷新器件效率世界纪录,引领了此领域发展,成果入选了2016年度“中国高等学校十大科技进展”、2019年度“中国光学学会光学科技奖”一等奖。

深耕科研,钙钛矿LED研究屡获突破

2014年,回国不久的王建浦教授一边搭建自己的实验室平台,一边尝试开拓新的研究方向。在国外同行主要集中开展钙钛矿太阳能电池研究时,他敏锐地觉察到钙钛矿也是一种很好的发光材料,于是在国内率先开展了钙钛矿发光二极管(LED)的研究。他教导学生要敢于尝试、不走寻常路,带领学生开发出具有自主知识产权的高性能钙钛矿薄膜,多次刷新器件效率世界纪录,奠定了我国钙钛矿LED研究在国际上的领先地位。

2015年,王建浦教授关于高质量钙钛矿薄膜的研究成果发表于Advanced Materials,这是国际上室温钙钛矿LED领域最先投稿的5篇论文之一,也是该研究领域国内首篇文章。该项研究通过界面调控与器件结构设计获得高质量钙钛矿薄膜,实现最高外量子效率近红外光钙钛矿LED,绿光器件的亮度和近红外光器件的辐照度也创造了基于溶液法制备LED的纪录,有效解决传统三维钙钛矿材料制备中的效率和稳定性较差等问题。

2016年,王建浦教授提出“自组装多量子阱结构钙钛矿实现高效发光”的学术理论,开发出具有自主知识产权的高性能多量子阱钙钛矿薄膜(第一发明人),首次实现钙钛矿LED外量子效率突破10%,并显著提高了器件的稳定性。这一成果发表于Nature Photonics,随后还入选了2016年度“中国高等学校十大科技进展”,成为当年非C9(9校联盟)高校上榜的唯一项目。

创新来自于独辟蹊径,也来自于对内在机理的反思剖析。2018年,王建浦教授课题组诞生的两项钙钛矿LED研究成果正源于以上两种研究理论。他们向低浓度钙钛矿前驱液中引入一种氨基酸添加剂,利用低温溶液法自组装形成了具有亚微米尺度的离散型钙钛矿薄膜。由此形成的独特器件结构毫不影响器件的发射光谱和发光角度,光提取效率提高到30%。器件外量子效率和能量转化效率与市场上的OLED相当,在高亮度条件下甚至优于OLED。该成果实现了南京工业大学在Nature上的“零的突破”,也被当期Nature评论为“钙钛矿LED发展的里程碑”。

同年的一项刊发于Nature Communications的成果则源于王建浦教授对钙钛矿LED背后物理机制的探寻。他通过对工作条件下器件发光信号的实时探测,揭示了钙钛矿LED效率滚降的物理起源主要是俄歇复合导致的荧光猝灭。在这一思路下,他继续通过调节量子阱的阱宽来抑制俄歇复合过程,制备了外量子效率达12.7%的稳定钙钛矿LED,再次刷新了这一领域的世界纪录,为实现高效率、高亮度和低效率滚降的钙钛矿LED提供了理论和实验指导。

2019年,他们又创造了三维钙钛矿LED器件外量子效率和能量转化效率的最高值,并发表在Nature Communications上,为实现高效、稳定的钙钛矿LED开辟了新的研究思路。

潜心育人,致力创新型卓越人才培养

回国前,王建浦教授在剑桥大学卡文迪许实验室学习工作近十年。卡文迪许实验室产生了大量影响人类进步的重要科学成果,多年的学习和工作使王建浦教授深刻体会到夯实基础知识、探寻问题本质的重要性。回国后,他将这种求真务实的精神带到了授课和研究生指导中,注重将前沿研究与教学内容相结合,始终坚持培养学生探寻问题本质、提高独立思考能力的理念,取得了良好的育人效果。

他坚持通过即时通讯工具与学生密切交流,实时关注实验动态和数据。他看重自己作为老师为学生提出的设想和提供的指导,也同样重视课题组内学生之间的互动。他坚持每年带领学生开展暑期学校研学,离开实验室,与学生一起去田野乡间,一边团建,一边开展“头脑风暴”,鼓励学生充分交流,讲工作讲科研,谈人生谈理想。他认为理性思维对于科研工作和科技创新尤其重要,他说:“科研是一个往复循环的过程,没有百分之百正确的东西,总是在不停地往前修正,看到一个好的实验结果仅仅是第一步,还要分析、找证据、做逻辑推理,得出结论也仍然要验证、预测、继续修正,如此往复循环,才能不断加深对自然的认识。”

在这种与学生“大胆假设、小心求证”的指导过程中,王建浦教授课题组在钙钛矿LED研究领域屡获突破,硕、博士生的工作常常得到高水平期刊的青睐,博士生曹雨、程露同学也在2019年、2020年相继获得王大珩光学奖。此外,王建浦教授还为本科生开设《科学思想史》《有机光电子学导论》等课程,指导多名本科生开展了“国家级大学生创新创业训练计划项目”研究,并在“全球创客大赛暨创客中国国际大赛”中荣获创客组优秀奖。

报效祖国,以专业诠释忠诚担当

十多年前,在三星电子从事研发工作时,王建浦教授发明了OLED面板像素优化的设计专利(第一发明人),通过增加蓝光像素面积,降低其单位面积的光强,将OLED显示面板寿命至少提高一倍以上,突破了OLED显示技术走向市场的主要瓶颈,得到了大规模商业化应用。

王建浦教授一直在科研的前沿热点领域开展工作,竞争的紧迫感与焦灼状态始终充斥在他的工作中,他在带领课题组屡次刷新钙钛矿LED的新纪录、开拓钙钛矿LED研究新思路的同时,也屡次被比肩和超越。他认为,这样的良性竞争会大大加速科研的发展,也必然要求科研工作者的责任和担当。他将自己的理想信念融入国家发展伟业中,敢于追求真理、勇于攀登科学高峰;他以身作则、言传身教,致力把青年学生培养成为卓越的创新型人才,投身祖国教育事业和前沿科技产业中。

(责编:蔡雨荷、刘婷婷)
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