读创/深圳商报记者 刘娥 文/图
“做一件能够代表深圳科研的事情！”这是深圳大学特聘教授、深圳市黑磷工程实验室主任张晗8年前来到深圳时，给团队立下的“flag”。如今，他做到了。
从原始的半导体材料，到单元器件的研制，再到将它们集成在一个光电子芯片，最后与人工智能技术相结合，形成全链条的创新技术，张晗创设的国内首个黑磷工程实验室，在黑磷应用上一路拓荒开垦，实现一项又一项突破，为深圳乃至中国光电材料与器件研究在国际上赢得一席之地作出了积极贡献。
┃勇闯黑磷应用“无人区”
众所周知，石墨烯是获得诺贝尔奖的21世纪“神奇材料”，黑磷则被认为是石墨烯的2.0版本。与石墨烯由单元素碳组成不同，黑磷是由单元素磷组成，是一种层状结构的二维材料。相比前者的零代谢，黑磷有着很好的代谢，在低噪音方面表现更为优秀，在调入速度上也更有优势。此外，黑磷还可以和一些分子相互作用进行修饰，在传感器上应用广泛。
张晗是国际上最早一批研究黑磷的学者之一。2012年，26岁的他学成归国进入深大创建科研团队，开始致力于研制能够满足国家重大战略需求的高性能的光电子芯片与元器件。后在深圳市发改委的支持下，他成立了现在的黑磷工程实验室，开展基于石墨烯的二维材料研究。
几年来，实验室在新型激光锁模器件、二维材料的全光信号处理的器件和芯片、高性能光电子器件等领域，都取得了国际领先的结果。尤其是新型激光锁模器件，张晗团队实现了从飞秒到皮秒的突破，研发出从可见光到近红外到中红外一系列的激光器。
┃研发下一代光电子芯片
值得一提的是，张晗团队的研究始终保持高度原创性，并在全链条创新上掌握核心技术。
在一些元器件的研制以后，张晗和团队把光的探测器、光的调制器、光的信号处理、光的发射器集成在一起，形成光芯片的原模块。基于这个模块，结合人工智能技术，形成全链条的创新技术，为我国下一代的光电子芯片作出重要创新。“这场技术应该在国际上还是比较有特色的，而且原创性很高”，张晗表示，目前这项技术已经得到华为的认可与合作。
这项技术使得深圳在黑磷半导体材料研究上，走在了世界前列。目前，张晗团队单单专利申请数量，就已经超过300项，这些专利覆盖半导体材料的制备、加工，微电子器件、光电子器件的研制、芯片集成、人工智能算法等等，形成了全产业链的一项原创性应用技术。此外，在科睿唯安发布的2020年“高被引科学家”名单中，张晗同时入选材料科学和物理科学高被引科学家，并且是连续3年入选。
张晗透露，团队已实现了黑磷的大面积生长，还有相关工艺的加工、微电子器件的制备，“距离实现产业化这条路应不远”。
凭借基础应用研究，张晗和团队这几年斩获了多项国家级奖项。而他本人，前年入选美国光学学会，并获得光电子领域的最高荣誉之一，成为最年轻的OSA Fellow获得者，这也是深圳的首个OSA Fellow。
即便张晗团队已经一次又一次地拓宽了黑磷应用的边界，但他对记者表示，黑磷仍然有更广阔的应用前景，而他和团队也将继续引领着黑磷的每一次创新应用。
从微电子和光电子的应用，再到生物应用，如果说黑磷应用上的每一次突破，都是一次拓荒之旅，那么张晗就是那位拓荒人。“这些是从0到1的研究，没有任何经验可循，没有人也没有任何参考文献告诉你行还是不行，但你必须去勇闯这个无人区。”
┃创新没有回头路
如今，黑磷工程实验室用突出的科研成果，为深圳在光电工程领域赢得较大国际影响力和地位。这些研究有何意义？张晗说，这相当于为深圳光电产业的发展提供了一张重要的底牌。
深圳拥有华为、中兴、大族激光等一批龙头企业，产业基础雄厚。深大长期从事光电子器件与芯片研发，一些好的学术研究成果能够快速在深圳实现产业落地。他相信，“产学研快速结合，深圳的光电产业底蕴十足，发展前景向好！”
“创新这条路一旦选择了，就没有回头路。”张晗对团队的要求非常高，希望每一个人都能够做出原创性的工作。即便如此，团队成员依然具有超强凝聚力，在他的带领下在这条黑磷应用的拓荒路上奋勇前行。
审读：谭录岗
