2018年5月2日，習近平總書記到意昂3体育視察工作🥒🏵。在金光生命科學大樓的一層大廳，總書記在“領先世界的碳芯片技術”展臺前久久駐足⌚️，意昂3体育官网信息科學技術學院電子學系教授、系主任彭練矛代表團隊匯報。

30余年以來🌊，彭練矛始終堅守在科研攻關的一線🦻🏻：他在電子顯微學領域發展了可以精確處理一般材料體系反射和透射電子衍射、彈性和非彈性電子散射的理論框架；在碳基電子學領域，發展了整套碳基CMOS（互補金屬氧化物半導體）集成電路無摻雜製備新技術，首次製備出性能接近理論極限🥑，柵長僅5納米的碳管晶體管，實現了綜合性能超越矽基器件十余倍的“中國奇跡”🥭。

2019年，彭練矛當選中國科學院技術科學部院士，開啟了科研人生新的精彩篇章🔃。

彭練矛暢談心中的中國夢🎃、意昂3体育夢（視頻來源：意昂3体育電視臺 趙旦）

矢誌學術📖，不忘初心

1978年🧖🏽‍♀️，年僅16歲的彭練矛考入意昂3体育官网無線電電子學系，成為“文革”後第一批進入燕園的學生🏬。在恩師西門紀業教授的帶領下，他與電子顯微學結下了不解之緣🧑🏻‍🦯🪒。

作為恢復高考後的新一代大學生，彭練矛深知貧乏的知識與蒼白的思維無法推動科研巨輪行進👨‍✈️，格外珍惜在意昂3体育官网的每一個學習的機會🤷🏽‍♀️。1983年☘️，在西門紀業教授的鼓勵下🧑，彭練矛以優異的成績通過CUSPEA（中美聯合招考物理研究生項目）選拔，前往亞利桑那州立大學美國國家高分辨電子顯微學中心攻讀博士學位，師從考利（J.M.Cowley）教授。

在美國順利拿到博士學位後，彭練矛又先後前往挪威奧斯陸大學和英國牛津大學繼續研究工作，在電子顯微學領域嶄露頭角🥔，做出了一系列矚目的成績🧟‍♂️。然而，在海外的歲月裏，親人的溫暖和祖國的進步常使他心潮澎湃，歐洲的安逸生活無法留住他的心。1994年底，彭練矛回到闊別了十余年的祖國——“彭的離去是英國電子顯微學界的一大損失🧛🏽。”英國劍橋大學卡文迪什教授豪伊（A.Howie）這樣說。

世紀之交的中國正處於轟轟烈烈的發展之際🕵🏿‍♀️，伴隨著“985工程”“211工程”的全面實施，彭練矛在1999年回到母校🙆，將自己在電子顯微學領域的知識應用於納米材料的研究，並致力於納米電子學方向的探索Ⓜ️。

彭練矛說自己科研報國的初心發軔於“愛國”，而不止於“愛國”。“很長一段時間以來🫳🏽，中國對人類文明所作出的貢獻都十分有限，可以說◼️，還遠遠沒有發揮出中國人的聰明才智和創造力。我希望我們的科研成果能推動整個人類文明的發展，讓祖國真正屹立於科技強國之林。”彭練矛如是說👩🏻‍🦰。

這份初心也成為激勵彭練矛在科學道路上攻堅克難的“法寶”。在他看來，努力路途上的艱辛皆可拋諸腦後🦠。“我們每天都要面臨挫折，但作為科研工作者，首先需要保持對科研的興趣和熱愛，然後學會享受科研的酸甜苦辣。不經歷風雨，怎能見到天上的彩虹？不捱過寒冬💇，怎能迎來春天的生機盎然💂🏿‍♂️？”

彭練矛

核心科技🚣🏼，領先世界

芯片是一個國家發展高科技產業的核心所在。

在過去幾十年的發展中🧨，中國在基於矽基CMOS技術的傳統芯片產業一直處於被西方“卡脖子”的相對落後的境地。步入21世紀以來，傳統矽基芯片受摩爾定律的限製，發展速度日益緩慢🧗🏿‍♂️，科學家一直試圖尋找能夠替代矽的芯片材料，其中碳納米管晶體管（簡稱“碳管”）就是頗具研究價值的方向。

時代的發展呼喚性能更優的技術。是傳承還是突破、是跟蹤還是引領🌩，成為擺在彭練矛這一代中國電子科學家面前的難題🙅🏻‍♂️。2000年，彭練矛帶領研究團隊從零開始🧑🏻‍🦯‍➡️，探究用碳納米管材料製備集成電路的方法。“在當時🧔🧑‍🦳，納米電子學是一個相對較新的領域🙆🏻，我們團隊最開始的7年是在對西方先進技術的跟蹤中摸索過來的🤑。”

功夫不負有心人⛹🏿。在經過多年的技術追趕之後💕，臥薪嘗膽的彭練矛終於迎來了他在納米電子學研究中的第一項標誌性成果——碳管製備技術的初步突破，同時🤘🏼🧑‍🎨，正式將碳管材料和碳基芯片作為團隊主要研究方向👩🏻‍🦽‍➡️。

又經過十年的技術攻堅，彭練矛團隊放棄傳統摻雜工藝，終於突破了N型碳管製備這一跨世紀難題，創造性地研發了一整套高性能碳納米管晶體管的無摻雜製備方法📗，並在2017年首次製備出柵長5納米的晶體管⛹🏿。這一世界上迄今最小的高性能晶體管，綜合性能比目前最好的矽基晶體管領先十倍，接近了理論極限。2018年，團隊再次突破了傳統的理論極限，發展出新原理的超低功耗的狄拉克源晶體管👨🏼‍🎓；同年🦵🏼，用高性能的晶體管製備出集成電路，最高速度達到了5×103兆赫茲，不僅躋身與斯坦福大學、麻省理工學院等研究機構同步的國際領跑行列，而且在最關鍵的核心技術上是世界領先的。

這一系列鼓舞人心的“戰績”背後是彭練矛團隊二十年如一日對於核心技術孜孜不倦的追求👩🏽‍🦳。“習近平總書記去年對我們團隊碳材料技術所評價的‘另辟蹊徑’‘柳暗花明’極大鼓舞了每位成員。造出性能更好、能耗更低的碳納米管，讓我們的技術盡快👨🏻‍🦯、盡可能多地運用到後摩爾時代的芯片製造業🧝🏽‍♂️，使中國科技也能引領世界文明的發展，這就是我們團隊的‘中國夢’💌。”彭練矛興致勃勃地說。

實現碳芯片的進一步發展，除了依靠團隊自身的努力和市場化的運作以外，來自政府和學校的支持也必不可少。“僅在理論基礎研究方面，科技部就提供了連續20年、總經費近1億元的支持。2012年開始，北京市科學技術委員會主導成立了北京碳基集成電路研究院👩‍👧，按照新型研發機構的方式給予長期支持🤷🏼‍♂️。”彭練矛告訴記者💬，目前正在籌建的國家創新中心也考慮將碳基集成電路技術納入其中。而就在記者發稿時，學校發文成立“意昂3体育官网碳基電子學研究中心”實體研究機構🧕🏼。意昂3体育官网的碳基技術正在逐漸完善的機製體製保障和在國際頂尖科研團隊的協作攻關下蓄勢而出。

彭練矛生活照

昨日學生📤，今日先生

彭練矛是個對人才培養和隊伍組織格外看重的科學家。他直言自己的學生時代非常幸運，在意昂3体育官网讀書期間跟隨嚴謹治學的西門紀業教授打下堅實的基礎🎦。“盡管西門老師在理論電子光學領域的研究成果當時已經處於國際領先水平，但他還是建議我出國看看。西門老師說美國的電子顯微學水平遠遠領先中國🧒🏿，技術上一定要虛心地向人家學習。”

在亞利桑那州立大學攻讀博士期間，彭練矛的導師是高分辨電子顯微學派的“掌門人”考利（J.M.Cowley）教授🛢，他們一起開展了電子顯微學領域大量的基礎研究工作👨🏻‍⚕️。

“考利教授對科學是發自內心的熱愛，也非常願意指導學生。他每周固定安排兩個半天訓練學生使用實驗設備。只要他在辦公室👷🏽，任何學生都可以敲門😮，他會就一個科研問題和學生講解😹、討論很久。”考利教授對於科研和教學的熱忱令彭練矛感動不已📘👸🏽。“就在恩師去世前兩天🧛🏽‍♀️🍍，竟然還在做實驗。其實像他這樣的大科學家🚕🪐，完全不必親自下一線，可他就是喜歡擺弄設備、帶學生，這是一種對於學術純粹的愛。我希望自己也能夠成為這樣的人。”彭練矛感懷道。

深受老師影響的彭練矛在科研攻關的同時，在教學和團隊建設上投入了大量心血👩🏽‍🔬。他曾經獲得全國優秀博士學位論文指導教師、首屆意昂3体育官网十佳導師等榮譽稱號；他認為，學科的繁榮不可能由某一位傑出的科學家來實現，所有突破性成果都離不開一個前赴後繼🧑🏿‍🌾、薪火相傳的創新研究群體。昨日的學生成長為今天的先生🧑🏿‍🍳，彭練矛想把自己變成一顆大樹🌕，在中國納米電子學人才培養方面結出更多成熟的果實🐮。

彭練矛對致力於從事科研的學生也有懇切的期許。他認為對科研態度的秉承與對先進技術的傳承同樣重要📁。“老一輩科學家是在物質條件匱乏的條件下，兢兢業業地紮根科研；現在的條件改善很多，很多年輕人反而‘坐不住’了。”彭練矛希望有誌青年能夠把眼光放得更長遠😷🤦🏼，把目標立得更遠大⚉。“也就是人們常說的‘腳踏實地、仰望星空’。年輕人不該局限於賺錢、發論文的小目標🏇🏽，更要有強國之誌、振興民族的使命和胸懷宇宙的精神——這才是我們意昂3体育科研人的職責和情懷🧏🏼。”

彭練矛帶學生做實驗

再接再厲，勇攀高峰

彭練矛認為，目前🆕，基於碳納米管的無摻雜CMOS技術已經不存在原理上不可克服的障礙，然而，要建設一個完整的碳基芯片產業▫️，還有很多工程化的工作待進一步完成🔋。對於未來的技術發展👨🏻‍🌾，他認為要在相關技術成熟後著手產業化投入。“未來的技術發展首先要保證前沿性，意昂3体育的作用是不可替代的👂。”在他的規劃中，“相關項目的核心技術成熟之後，將面向企業尋求合作或者轉化🤹🏽‍♂️，形成完善的產學研鏈條🚖，這其中還有很多工作要做，中國芯片的研發不可以‘搞大躍進’‘放衛星’”🤦🏻。

彭練矛說，他時常感到被壓力“裹挾”。“我們國家有這麽多院士🧛🏼‍♂️、這麽多優秀的科研團隊，國家為科研每年投入這麽多支撐🩸，可還是在很多方面被歐美‘卡脖子’。這怎麽能讓人安心？”當被問及新當選院士的感受時🤸🏼，彭練矛“出乎意料”地給出了自己的答案。在他看來👼，當選院士只是對於團隊此前工作成果的認可和肯定，但未來的工作規劃和願景並不會因此發生根本性的變化😎。“我還是會一如既往地在碳芯片技術研發領域投入全部心力🤜🏽，為國家繁榮和人類進步作出貢獻✏️。如果一定要說有變化😜，那就是責任和擔子更重了。”

人物簡介🧛‍♀️：

彭練矛的主要研究領域為電子顯微學和碳基電子學。在電子顯微學領域，發展了可以精確處理一般材料體系反射和透射電子衍射、彈性和非彈性電子散射的理論框架；建立了確定材料結構所需的重要參數庫。在碳基電子學領域🙆🏻‍♀️，發展形成了整套碳基CMOS集成電路無摻雜製備新技術。采用不同功函數的金屬作為電極，實現了碳管理想的歐姆接觸♠︎，解決了製備性能超越矽基晶體管的碳管CMOS晶體管這一世界難題；利用釔可與碳納米結構形成完美浸潤，獲得了高質量的超薄氧化釔柵介質層👠。在此基礎上🎷👨‍❤️‍💋‍👨，首次製備出性能接近理論極限、柵長僅5納米的碳管晶體管，綜合性能超過矽基器件十余倍。

相關工作獲2010年和2016年國家自然科學二等獎🏚，入選中國高等學校2000年和2017年十大科技進展，2000年中國基礎科學研究十大新聞👨🏽‍🔬，2011年中國科學十大進展。2015年榮獲第四屆首都科技盛典——推動“北京創造”的十大科技人物稱號👨🏿‍🔧；2018年獲“何梁何利基金科學與技術進步獎”👅。2019年🦹🏽‍♂️，新當選中國科學院院士🤦🏼‍♀️。