中國粉體網(wǎng)訊  朱嘉琦，哈爾濱工業(yè)大學航天學院教授、博士生導師，國家級高端人才。長期從事晶體及薄膜等研究，擔任中國機械工程學會表面工程分會副主任，中國材料研究學會極端材料與器件分會副主任，中國儀表材料學會副理事長，F(xiàn)unctional Diamond、Advanced Materials&Devices副主編，獲得中國青年科技獎、省青年五四獎章等榮譽，獲國家技術發(fā)明獎二等獎1項，黑龍江省技術發(fā)明一等獎2項。主持國家自然科學基金6項（含重點1項）等科研項目。獲授權發(fā)明專利82項（轉讓21項），在SCIENCE，ADVANCED MATERIALS等知名刊物發(fā)表200余篇學術論文，出版學術專著2部，譯著1部。

圖源：哈爾濱工業(yè)大學力學中心

研究方向

1.金剛石晶體材料及器件；

2.先進薄膜材料；

3.紅外窗口的增透保護技術；

4.新型碳材料；

5.氣動熱/力失效機理及抗失效方法；

研究團隊

朱嘉琦教授負責的紅外薄膜與晶體團隊孵化于哈工大特種環(huán)境復合材料技術國家級重點實驗室。團隊以國家重點需求為研究導向，長期圍繞功能光電薄膜及晶體、金剛石生長及應用等技術領域開展研究工作，相關研究成果處國際前列國內(nèi)領先水平，團隊承擔國家重點研發(fā)計劃、金剛石相關專利50項，周邊專利近百項，金剛石相關裝備、材料及應用技術獲國家技術發(fā)明獎二等獎2項，中國專利金獎等榮譽。

技術團隊由多位宇航、材料、力學、能源等交叉專業(yè)博士人才組成，依托于哈工大雄厚的學科優(yōu)勢和地方產(chǎn)業(yè)支持，引培并舉，公司在科技創(chuàng)新方面匯聚了一支知識結構合理、學科門類齊全的高科技創(chuàng)新人才隊伍。哈工大和鄭州研究院豐富的技術儲備和持續(xù)的技術開發(fā)保障了可持續(xù)發(fā)展。

在金剛石領域的研究

近年培育鉆石行業(yè)迎來爆發(fā)，金剛石材料產(chǎn)業(yè)進入大眾視野。哈爾濱工業(yè)大學韓杰才院士提出金剛石裝備國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要求后，紅外薄膜與晶體團隊耕耘十余載，在攻克了國產(chǎn)化微波等離子體化學氣相沉積裝備、大尺寸高導熱金剛石生長工藝以及金剛石在高端應用領域的多項難題后，建立了包含裝備、工藝、應用三大板塊百余項專利組成的專利群，同時把控專利質量，實現(xiàn)了多分支自主可控。

圖源：哈爾濱工業(yè)大學復合材料與結構研究所

（一）金剛石晶體生長裝備及工藝

制備設備是晶體生長的基礎，而金剛石生長裝備卻被國外“瓦森納協(xié)定”封鎖，課題組從零開始，完成了微波源適配、腔體設計優(yōu)化、系統(tǒng)集成等工作，實現(xiàn)大面積高密度均勻自持微波等離子體穩(wěn)定激發(fā)，研制出功率頻率穩(wěn)定、能量密度高、長時可靠運行等金剛石晶體微波CVD裝備。實現(xiàn)了自研生長裝備從無到有的發(fā)展，填補了國內(nèi)空白，通過新產(chǎn)品鑒定，部分指標達國際領先，對我國人造金剛石產(chǎn)業(yè)升級及下一代半導體領域實現(xiàn)彎道超車有著重要作用。

同時建立了匹配設備的金剛石生長工藝體系，實現(xiàn)金剛石籽晶缺陷原位修復，發(fā)明功率-氣壓-溫度耦合調控強化沉積等離子體的方法，提出大尺寸金剛石同質連接控溫及三維模板單晶有序結構合成的方法。采用自研設備配套晶體生長工藝，獲得超高熱導率高品質大厚度金剛石單晶，熱導率突破2400W/m·K，協(xié)同實現(xiàn)了金剛石高品質及高速率兩個關鍵要素。其中核心專利“一種同質外延生長單晶金剛石的籽晶襯底真空釬焊方法”解決了金剛石生長過程中的行業(yè)共性難題，降低成本，推進了金剛石產(chǎn)業(yè)化進程。

（二）金剛石的功能化應用

在應用方面，項目組解決了限制金剛石材料在應用過程中的諸多難題，例如，實現(xiàn)了第三代半導體材料與金剛石的有效結合；在氮化鎵器件表面低溫原位合成大面積連續(xù)均勻高導熱金剛石鈍化層；發(fā)明了大面積粗糙界面的低溫高強低熱阻鍵合技術，實現(xiàn)了器件到組件級跨尺度的快速連接方法，通過了溫循、高低溫和熱阻等應用驗證，為金剛石晶圓級散熱應用奠定基礎。

同時，作為“終極半導體”，在金剛石器件方面，團隊提出了多種新理論及方法，優(yōu)化了金剛石界面載流子傳輸能帶，獲得了金剛石雪崩探測器、高開路電壓同位素電池器件、高信噪比自供能式日盲紫外探測器、金剛石肖特基與門原型邏輯電路等高性能器件，具有三代半導體不具備的抗輻照與高穩(wěn)定性，其中雪崩探測陣列通過了合作單位的應用驗證測試，為金剛石器件在深空探測，高超聲速預警等方面的應用奠定了基礎。

產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

為推動河南省超硬材料重點產(chǎn)業(yè)強鏈增效，哈工大鄭州研究院積極助推項目團隊金剛石材料相關技術及專利在豫轉化，協(xié)助團隊對接政府相關單位、匹配產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)資源、引入產(chǎn)業(yè)基金、協(xié)調落地政策等，成功將團隊產(chǎn)業(yè)化公司“碳真芯材”落地鄭州。

碳真芯材承擔了多項國家級重點工程項目，技術實力雄厚。公司專注于金剛石及其復合材料的功能化應用，產(chǎn)品應用于半導體及電子器件散熱、超精密加工、光學窗口、粒子探測器等行業(yè)，覆蓋國內(nèi)多個省區(qū)。

915MHz金剛石成長系統(tǒng)及金剛石器件，圖源：哈工大鄭州研究院

金剛石金屬復合材料，圖源：哈工大鄭州研究院

在2025年中國科學院院士增選有效候選人名單中，朱嘉琦教授在列。此次朱嘉琦教授入選中國科學院院士增選有效候選人，不僅是對他個人科研成就的高度認可，更是對其團隊長期以來在材料科學領域辛勤耕耘、開拓創(chuàng)新的充分肯定。期待在未來，朱嘉琦教授能繼續(xù)帶領團隊在科研道路上砥礪前行，為我國乃至全球的材料科學發(fā)展貢獻更多力量，為科研事業(yè)樹立新的標桿。

參考來源：哈爾濱工業(yè)大學、紅外薄膜與晶體、哈爾濱工業(yè)大學鄭州研究院

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/石語）

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