人物名片：

黃偉，電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。先后入選國家青年人才計(jì)劃、四川省特聘專家、電子科技大學(xué)“校百人”、電子科技大學(xué)“成電杰出研究生”；主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃國合專項(xiàng)、國家自然基金面上等多個國家、省部級項(xiàng)目。 

今年1月，電子科技大學(xué)測試技術(shù)與儀器研究所課題組在全球頂級科研期刊Nature上以“Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits”（《用于互補(bǔ)電路的垂直有機(jī)電化學(xué)晶體管》）為題，發(fā)表了在有機(jī)電化學(xué)晶體管及其互補(bǔ)電路方面的最新研究成果。該研究針對測試數(shù)據(jù)的源頭基礎(chǔ)傳感器件，首次提出了一種基于紫外光固化溝道的新型垂直結(jié)構(gòu)，破解了世界性難題，是新型傳感和精密測試領(lǐng)域的重大突破。

電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院黃偉為該文第一作者，程玉華、Tobin J.Marks及Antonio Facchetti等為共同通訊作者，電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院為第一完成單位，美國西北大學(xué)、云南大學(xué)、浙江大學(xué)等為合作參與單位。

科研路上“霧里看花”

黃偉是電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院教授，同時也是測試技術(shù)與儀器研究所課題組成員。工作以來，他在崎嶇的科研賽道上勇毅前行，經(jīng)歷過困難險阻，但也逐漸克服了諸多障礙，取得了豐碩成果，成為青年科研工作者的典型代表。

2010年，黃偉從南開大學(xué)物理學(xué)院畢業(yè)后，回到家鄉(xiāng)，來到電子科技大學(xué)就讀研究生。研一下學(xué)期他正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展有機(jī)薄膜晶體管方面相關(guān)的研究工作。

初入科研，黃偉在于軍勝教授的指導(dǎo)和于欣格（現(xiàn)為香港城市大學(xué)副教授）的指導(dǎo)下，主要研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)有機(jī)薄膜晶體管性能的提升。但當(dāng)時設(shè)計(jì)和制備的晶體管采用PMMA（有機(jī)玻璃）作為介電層，但其介電層重復(fù)性總是無法保證，介電層的電絕緣性能總是時好時壞。

“我們嘗試了多種方法來改變介電層制備工藝，穩(wěn)定可靠介電層的制備工藝依然沒有被攻克。”黃偉說。最后不得已黃偉和團(tuán)隊(duì)采用PVA+PMMA疊層介電層的方式才最終實(shí)現(xiàn)了可靠穩(wěn)定的介電層制備?；谠摲N介電層，黃偉所在的課題組發(fā)表了多篇SCI論文，并進(jìn)一步拓展到了基于晶體管的傳感器應(yīng)用方面，“當(dāng)時對于基于單層PMMA介電層工藝具有極大不確定性的深層次原因，我們卻依然是‘霧里看花’。”黃偉說。

享受科研“尋寶”過程

2012年，黃偉申請并通過碩博連讀，開始攻讀博士學(xué)位。隨著科研的深入，黃偉發(fā)現(xiàn)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往不是具有高度邏輯推理性的，特別是重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，具有偶然性和偶發(fā)性，而科研人員在此過程中更像是尋寶一樣，不斷地在研究過程中尋找未被發(fā)掘的寶藏。“要在科研過程中發(fā)現(xiàn)更多更重要的寶藏，需要科研人員不僅僅在自身領(lǐng)域?qū)ο嚓P(guān)知識體系具有宏觀的掌控，還需要有足夠的深度，同時還需要對整個科學(xué)領(lǐng)域具有一定的認(rèn)知，才能夠在大量的研究過程中敲去覆蓋在寶藏上堅(jiān)硬且厚重的外殼，發(fā)現(xiàn)寶藏本身。”黃偉說。隨著科研的深入和科研經(jīng)驗(yàn)的積累，他也愈發(fā)享受這一尋寶過程。

2014年，黃偉申請到國際公派出國聯(lián)合培養(yǎng)的機(jī)會，前往了美國西北大學(xué)Tobin J.Marks和Antonio Facchetti課題組交流學(xué)習(xí)，美國西北大學(xué)的科研條件和科研積累讓他受益匪淺，同時也進(jìn)一步鍛煉了他的科學(xué)思維，打開了國際視野，并使他獲得在科研過程中“沉”得下去的心境。

黃偉所在的Tobin J.Marks課題組在美國西北大學(xué)密歇根湖畔。剛到新的環(huán)境，研究方向和工作方式方法的不同，使得他在初到西北大學(xué)近一年時間里的研究都不太順利，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果總是與預(yù)想的不一樣。但通過大量實(shí)驗(yàn)、深入的表征、廣泛的文獻(xiàn)閱讀和討論，最終他敲掉了裹敷在“寶藏”外的堅(jiān)固外殼，并在PNAS、JACS等高水平文章上發(fā)表了多篇論文。

敲掉“寶藏”堅(jiān)固外殼

2016年從美國西北大學(xué)回國后，黃偉于同年12月博士畢業(yè)，并于2017年2月繼續(xù)前往美國西北大學(xué)做博士后研究。博士后階段正是需要科研人員具有自主科研能力，同時也能夠?qū)懞?ldquo;命題作文”。黃偉當(dāng)時分配到的課題雖然在電子器件的大范疇之內(nèi)，但他本身在該方面并沒有太多的經(jīng)驗(yàn)，且課題組也沒有足夠的針對該課題的前期研究經(jīng)驗(yàn)與支撐。“我曾一度想過放棄，但在朋友及家人的支持和幫助下，開始主動地尋找資源，包括相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件的搭建、測試表征手段的獲取等。”黃偉說。

最終，在經(jīng)歷了大半年的不斷失敗后，黃偉成功攻克了當(dāng)時項(xiàng)目的難點(diǎn)，并且與課題組前期相關(guān)研究優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合，成功拓展了課題組研究方法的普適性。

2018年9月，黃偉正式以研究助理教授的身份協(xié)助Tobin和Antonio開展基于柔性可拉伸電子器件方面的研究。這時，有同事提出，在高濕度環(huán)境下旋涂的有機(jī)薄膜會因有“breath figure”效應(yīng)（呼吸法）產(chǎn)生孔狀結(jié)構(gòu)。而這時，他才恍然大悟，并徹底搞清楚為什么早在2011年課題組研究的相關(guān)單層PMMA介電層不能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的工藝和性能。

利用該效應(yīng)，課題組做了很多有意思的工作，將其應(yīng)用在了心電圖的監(jiān)測和仿生突觸的模擬上，在成員們一邊調(diào)控各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件，一邊通過原子力顯微鏡（AFM）或掃描電子顯微鏡（SEM）進(jìn)行表征，最終在制備了上千片的薄膜后，摸索出了重復(fù)性良好的制備工藝。這部分研究于2022年發(fā)表在了Nature Materials上。

“在我科研活動當(dāng)中最為重要的一個發(fā)現(xiàn)也是基于‘breath figure’的。”黃偉說，經(jīng)歷深入研究積累，當(dāng)時課題組可以十分精確地調(diào)控多孔結(jié)構(gòu)的形貌，能夠?qū)崿F(xiàn)多孔上下兩層電極不短路而保持多孔薄膜大比表面積的特點(diǎn)。

這一路的科研經(jīng)歷也讓黃偉越發(fā)熱愛自己所從事的科研工作，也深知其中的過程必然崎嶇。他也愈發(fā)覺得在科研過程中跨領(lǐng)域合作、多思維碰撞的重要性。

而黃偉也享受著在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)了重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的滿足感和“授人以漁”的成就感。這也讓他毅然決然地加入高校教師行列，成為電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院的一名教師，在科研中教書育人實(shí)現(xiàn)自我價值和做出應(yīng)有的社會貢獻(xiàn)。