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【西迁新传人】张伟:以“相变”材料应信息技术“万变”需求
来源:交大新闻网 日期 2018-09-25 15:51 点击:

 

身处信息全球化的今天,我们的周遭充斥着大量的信息。手机、个人电脑的使用日益普及,微信、微博等手机软件已经成为人们生活的“必需品”。在商业领域,具有出色运算能力的计算机起着举足轻重的作用。爆炸式增长的信息对数据的存储与运算提出了极大的挑战。为应对这样的挑战,我国科研人员们正在不懈努力。西安交通大学“十大学术新人”之一的张伟教授,就是他们中的一员。

潜心科研,以材料存储世间万象

张伟从本科起就开始了与材料物理相关的学习与科研,从懵懂青涩到初见成果,他始终恪守着自己的原则。他说:“科学研究要坚持以解决问题为导向,踏实勤恳,扎扎实实走好每一步。”博士阶段,张伟赴德国亚琛工业大学求学,也是从那时起,他将相变存储材料确定为自己长期的研究方向。

谈及选择该方向的原因,张伟打开了话匣子。“当代社会可谓是信息社会,信息技术和信息产业在经济和社会发展中扮演的角色越来越重要。”他解释说,“人类拥有的信息量以指数函数的速度急剧上升,对相关信息技术的要求也随之提高。因而研发具备存储密度大、读写速度快、能耗低的新式通用式存储介质势在必行。”不过,张伟教授坦言,目前商用计算机体系架构内各存储部件,即缓存、内存和硬盘之间的性能差距日益加大,其间的数据交换效率也已成为了电子设备发展的瓶颈。他说:“就我个人的研究而言,这一瓶颈对应的是基础材料学的问题。我所从事的研究以材料模拟与设计为主,解决相变存储器件设计与产业化发展中遇到的基础科学问题,助力新式信息技术的产业化发展。”

提起相变存储器,张伟如数家珍,兴致颇高。不大的办公室里,最显眼的便是各类相关资料,不难看出他对这份科研事业从心底生出的热爱,也许正是这样的热忱,让他一头扎进科研,要开发出性能更优越的相变存储材料。

求真求实,用严谨孕育科研果实

留德期间,张伟师从相变材料领域的权威学者Matthias Wuttig教授和计算材料领域知名学者Riccardo Mazzarello教授。四年多的海外求学生涯让他收获颇丰。他获得了德国博士最高荣誉“Summa Sun Ladue”,参与了数项德国国家级以及欧盟的科研项目。顺利取得博士学位后,他还从事了一年多博士后研究工作。张伟说:“不论是本科的学习,还是硕士、博士阶段的学习,我学到的不仅是专业知识,更是严谨务实的治学态度。”

2015年,张伟加入西安交大材料学院微纳中心,先后任特聘研究员、教授等职。迈入人生新阶段,科研仍是张伟生活的重心。为了解决一个特定的问题他会不断思考,尝试各种理论与实验手段,以某一类实验为依托,力求解决领域内的关键科学问题。科研路上,张伟每一步都走得扎扎实实,不急不躁。保质远比求量更为重要,在他眼中,每一份论文、每一项科研成果都是他的“代言人”,是他和全球业界同事的“传话筒”,因而必须高质量完成。在日常的科研中,他不断自我反思,提高研究工作效率。

严谨的科研态度是张伟取得丰硕研究成果的最佳保障。近期,张伟与上海中科院微系统所合作,针对提升相变存储器写入速度这一关键问题,开发设计出了新型钪锑碲种合金相变材料,将相变存储器的写入时间缩短至0.7纳秒,达到了缓存速度级别。而其数据储量确可比缓存大一万倍,且造价仅为缓存的百分之一,这将有效推动通用存储器的发展,以应对海量数据带来的压力。同时,大大提高了相变材料存储器的性能。此外,他还通过材料模拟计算清晰地揭示了超快结晶化以及超低功耗的微观机理,该研究成果对于材料结晶化方面的基础研究及相关理论发展具有重要的指导意义,并为实现我国自主的通用存储器技术奠定了基础。该工作于2017年11月发表于Science,并在同期杂志上得到国际同行的正面评述。

作为首批西安交通大学青年拔尖人才计划的入选者,张伟已获国家自然科学基金委项目、中德国家科学中心专项资助等,主持项目经费超过500万元。已在Science,Nature Materials,Advanced Materials等多个国际权威学术期刊发表论文30余篇。

扎根交大,用热血与青春谱写西迁新篇章

作为土生土长的西安人,张伟对西安这颗西部明珠感情深厚。背井离乡求学十余载,他赴德留学归来后,毅然决然选择了回到西安建设家乡。张伟说:“小时候我就向往西安交大的书香氛围。”选择交大扎根西北、奉献西部,这让有志回报祖国、投身科研的他欣喜不已。

入职三年来,交大浓厚的学术氛围和深厚的文化底蕴深深影响着张伟。提及交大精神,西迁精神无疑是闪光的一点。在他眼中,西迁精神便是到祖国最需要的地方去奋斗,这种精神鼓舞着一代又一代交大人。除了做好科研工作,他还利用自己的语言优势,承担起材料学院国际化发展工作。日前,料科学院为响应国家一带一路倡议,立足“双一流”与创新港建设,组织学院外事工作小组,张伟教授担任组长一职,为进一步提升学院乃至西安交大的国际化竞争力和影响力贡献自己的力量。

“慎而思之,勤而行之。”张伟怀着对科研、对西部一以贯之的热忱,恪守着严谨勤恳的态度,以自己的方式抒写着科研人的青春华章。

文字:赵阳
视频:张杰 崔可嘉
编辑:星 火

 
 
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