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靳志文本科就讀于蘭州大學(xué)，是一名“土生土長”的蘭大人，在保送至中科院北京化學(xué)所進(jìn)行碩博連讀并在陜西師范大學(xué)開展博士后研究工作后，2018年他重新回到母校、加入了物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的教學(xué)科研團(tuán)隊。

大膽創(chuàng)新、不斷突破是靳志文教授團(tuán)隊的一個顯著的標(biāo)志。他帶領(lǐng)的課題組的規(guī)模逐漸壯大，致力于解決無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池和X射線檢測成像等方面的“卡脖子”技術(shù)，已發(fā)表了多篇高被引學(xué)術(shù)論文。他本人也榮獲蘭州大學(xué)“萃英學(xué)者”“青年五四獎?wù)隆薄皣A杰出學(xué)者”等榮譽(yù)，在2021年度更是入選科睿唯安全球“高被引科學(xué)家”榜單和愛思唯爾“中國高被引學(xué)者”榜單。

是學(xué)者，也是老師。靳志文在為母校增添科研新力量的同時，也用心培育著眾多心懷理想的學(xué)子。

靳志文的第一次科研經(jīng)歷是本科期間參加?政基金項目。從前期的項目立項、文獻(xiàn)調(diào)研到課題選擇再到實(shí)驗(yàn)材料的制備、測試優(yōu)化，在指導(dǎo)老師的幫助下，他收獲了科研的經(jīng)驗(yàn)和思路。“當(dāng)時實(shí)驗(yàn)條件比較艱苦，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)，遇到一些設(shè)備問題都是獨(dú)立思考，自己親自動手解決。”雖然做出來的成果并不多，但這次難得的經(jīng)歷在靳志文心里種下了一顆種子，為以后的科研和學(xué)習(xí)打開了一扇門。

在中國科學(xué)院化學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位期間，靳志文在導(dǎo)師的影響下，熟練掌握半導(dǎo)體物理學(xué)的基本原理和概念，豐富了自己的知識儲備。“當(dāng)時老師非常注重基礎(chǔ)理論知識和科研邏輯，這些是做科研的重要前提，至今仍讓我受益匪淺。就像要蓋一座高樓大廈，必須要有厚實(shí)的地基?！?/strong>靳志文說。

將金屬鹵化物鈣鈦礦材料作為光吸收層的太陽能電池在這些年倍受關(guān)注。鈣鈦礦太陽能電池具有工藝簡單、成本低、光電性能好等優(yōu)點(diǎn)，商業(yè)潛力巨大。國內(nèi)外的很多研究者們不斷地從材料制備、薄膜質(zhì)量優(yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方向深入研究，在有機(jī)或有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池領(lǐng)域取得了一系列的成果，但是電池穩(wěn)定性這一核心問題進(jìn)展緩慢。

為什么不做全無機(jī)鈣鈦礦材料呢？

沿著腦海里冒出來的這一想法，靳志文查閱了大量文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)對于全無機(jī)鈣鈦礦這方面的研究很少，屬于比較新的領(lǐng)域。于是靳志文的博士后研究課題便果斷選擇了當(dāng)時國際上少有人研究的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池。

起步總是困難的，經(jīng)過前期的實(shí)驗(yàn)他們發(fā)現(xiàn)無機(jī)鈣鈦礦形成能比較高，用常規(guī)的制備方法需要比較高的溫度才能實(shí)現(xiàn)。這就好比上樹的時候直接往上爬就比較費(fèi)力，既然如此，為什么不搭一個梯子呢？受到這樣的啟發(fā)，在經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)后，靳志文課題組在無機(jī)鈣鈦礦中引入了添加劑，首先誘導(dǎo)形成中間相，通過這樣一個過渡作用，就可以以較低的溫度實(shí)現(xiàn)無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備。

在開展博士后研究工作期間，靳志文關(guān)于全無機(jī)鈣鈦礦材料的系列工作發(fā)表后，引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注和持續(xù)跟進(jìn)，這些工作被國內(nèi)外同行多次引用，其中一篇論文榮獲“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”和“陜西省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文獎”。

2018年10月，靳志文回到蘭州大學(xué)，繼續(xù)自己的研究。“鈣鈦礦材料的合成對溫度和濕度變化很敏感，但蘭州和西安的環(huán)境因素相差較大，之前的許多參數(shù)發(fā)生變化。”因此在剛搭建實(shí)驗(yàn)室的時候，靳志文基本上每天都和學(xué)生泡在實(shí)驗(yàn)室里，摸索最佳的制備工藝。

幾年下來，針對薄膜中離子遷移引起的器件性能退化，靳志文團(tuán)隊通過中間相的形成制備出了亞穩(wěn)態(tài)的銫鉛碘薄膜，并進(jìn)一步引入苯乙胺碘添加劑調(diào)控晶體維度，限制其相變，顯著提高了器件性能。靳志文解釋道：“就像為防止墻倒塌我們需要支一根柱子，如何設(shè)計和構(gòu)筑這根柱子對材料的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的?！?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; color: rgb(0, 122, 170);">目前他們組制備的二維無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的性能已經(jīng)達(dá)到領(lǐng)先水平。

一進(jìn)入靳志文課題組的實(shí)驗(yàn)室，太陽能模擬器、電極鍍膜儀、量子效率測試儀、X射線源、顯微控制合成的實(shí)驗(yàn)臺、保障真空環(huán)境的手套箱、光學(xué)平臺上帶刻度的尺子等等實(shí)驗(yàn)儀器映入眼簾。

雖然已經(jīng)在太陽能電池領(lǐng)域取得了諸多進(jìn)展，但靳志文在研究過程中發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊制備出的無機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體材料因?yàn)槠潆x子屬性在射線探測上有更大的用途。

當(dāng)前我們國家所用的大部分X射線檢測裝置，特別是高端產(chǎn)品，如醫(yī)用和工業(yè)探傷用的CT等設(shè)備都是從國外廠家進(jìn)口，依靠專利產(chǎn)權(quán)保護(hù)，購買和維修都需要花費(fèi)大量的資金和精力。國產(chǎn)X射線探測設(shè)備的工業(yè)化生產(chǎn)主要有三個難點(diǎn)，包括高能射線源、X射線探測器和數(shù)據(jù)重建算法。

為響應(yīng)高端設(shè)備國產(chǎn)化的政策號召，靳志文課題組開始了X射線探測器的研發(fā)，并將目標(biāo)對準(zhǔn)其中的關(guān)鍵部件——用于X射線檢測成像的半導(dǎo)體材料的研究。“我們想做的是將其中一些關(guān)鍵的部位國產(chǎn)化，嘗試打破國外的技術(shù)壟斷，改變這種被國外的技術(shù)資本‘卡’住脖子的現(xiàn)狀。”靳志文說。

對比在固體閃爍體探測器中應(yīng)用廣泛的碘化銫材料，這類無機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體材料基于其相對較大的原子序數(shù)、長的載流子壽命、可調(diào)控的能級帶隙和簡單的低溫合成工藝，在X射線探測領(lǐng)域有著更廣闊的發(fā)展前景。“得益于這些優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，該類材料響應(yīng)速度快，圖像分辨率高，有利于動態(tài)成像，這些恰恰是如今商用X射線探測器材料需解決的問題?！?/p>

針對目前國內(nèi)市場上對柔性的大面積X射線檢測裝置和更高靈敏度、更少劑量的小型化X射線探測器的需求，靳志文實(shí)驗(yàn)室正在不斷探索通過簡單高效的制備工藝，控制生產(chǎn)成本，制作出相應(yīng)的X射線檢測成像裝置。目前他們的研究在生物成像、安檢中管制刀具的陰影成像、口腔內(nèi)牙齒全景的曲面成像、鋰離子電池安全檢測等方面都有了初步的研究成果?！笆袌錾系膬r格可能需要1000塊錢，但我們希望嘗試節(jié)省成本到幾塊錢，把檢測面積和圖像分辨率都繼續(xù)提升和優(yōu)化。”他說。

“做學(xué)術(shù)研究不能光埋頭在實(shí)驗(yàn)室，也要和市場需求對接，我們現(xiàn)在的工作就像一個插線板的轉(zhuǎn)接頭，一頭對接以價格為導(dǎo)向的企業(yè)需求，一頭連接實(shí)驗(yàn)室的最新科研成果?！?/strong>如今，針對X射線探測成像這一“卡脖子”難題，靳志文課題組和他的同行們正不斷突破，積極推動這一科研成果產(chǎn)業(yè)化。

靳志文每天的生活很普通但也很忙碌，在指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)、與組內(nèi)學(xué)生隨時就實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行交流溝通之外，便是上課、外出參加學(xué)術(shù)會議。

2018年剛剛?cè)肼殻v授《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》這門課程的擔(dān)子就落到了靳志文肩上?！皩ξ襾碇v這確實(shí)是個‘大活’，”他坦言。時間緊任務(wù)重，那段時間靳志文周一周二去參加學(xué)院組織的講課培訓(xùn)，周三去聽老教師講課、學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，然后僅僅隔一天就去“實(shí)戰(zhàn)”上課，如此周而復(fù)始，給予了他很大的鍛煉。

第一年的角色轉(zhuǎn)變讓靳志文收獲良多，授課過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，“學(xué)生覺得自己已經(jīng)懂了，可以直接上手，但是可能會在之后的考試中暴露出對基礎(chǔ)概念混淆不清?！?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; color: rgb(0, 122, 170);">針對課堂內(nèi)外的這些問題，靳志文注重?fù)Q位思考，回想自己在上學(xué)的時候遇到的問題，發(fā)覺到可能對于理科生而言最重要的是基礎(chǔ)概念。

思考過后，靳志文在上課的時候開始花很大的時間解讀基本概念，除了講解公式的參數(shù)和意義，還會延伸再講一下這個公式的應(yīng)用場景、結(jié)合一些前沿研究講述它的現(xiàn)實(shí)意義，以此增加一點(diǎn)趣味和新意、讓學(xué)生加深印象。

同時，他發(fā)現(xiàn)了PPT帶來的弊端，“之前用PPT形式講基礎(chǔ)知識的時候太快了，哪怕講了一些例題其實(shí)學(xué)生對這個知識的掌握也是不夠的?！?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; color: rgb(0, 122, 170);">他開始一筆筆手寫板書、反推公式，讓學(xué)生更好地理解一些比較晦澀難懂的知識點(diǎn)。在教學(xué)的過程中，靳志文積極傾聽同學(xué)們的聲音，即使是一些類似上課聲音大小的問題，都會和學(xué)生交流之后改進(jìn)。

在疫情期間，為了保障學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，靳志文在課下時常通過QQ的形式聯(lián)系大家，讓學(xué)生們直接在群里提問或者將問題私發(fā)給他。在他的耐心和熱情帶動下，一個質(zhì)量和熱度并在的線上課堂搭建了起來。同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情高漲，有時候晚上12點(diǎn)或者1點(diǎn)還有人在提問。

因?yàn)樽约呵髮W(xué)過程中的經(jīng)歷，靳志文十分強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識的重要性，也尤為珍視同學(xué)們的科研熱情，他非常歡迎同學(xué)們走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。因此，靳志文的實(shí)驗(yàn)室多了很多開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)的本科生，“有學(xué)生說理論學(xué)多了，想試試動手操作，這些我都是非常歡迎的，但是我跟學(xué)生主要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是在做實(shí)驗(yàn)的過程中基礎(chǔ)課不能落下，基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)是做科研的基石?！?/span>

在工作上認(rèn)真負(fù)責(zé)、兢兢業(yè)業(yè)；在生活中和善可親、平易近人，靳志文在學(xué)生間廣受好評，也因此成為2021年底結(jié)束評選的蘭州大學(xué)第六屆“我最喜愛的十大教師”之一。

談及未來，靳志文希望繼續(xù)做一些真正有意義的工作，“學(xué)術(shù)研究就要不斷創(chuàng)新突破，不能‘灌水隨大流’，看什么領(lǐng)域熱就不思考地直接做，還是要克服困難做國家和社會需要的工作。”