（张秋/文 范赛飞/图）在河南这片超硬材料产业热土上，一位来自洛阳的青年科研工作者，正试着让人们熟悉的金刚石拥有另一种可能——从磨料、刀具走向光电芯片，成为极端环境中的“紫外眼”。
他是哈尔滨工业大学郑州高等研究院红外薄膜与晶体研究所博士后范赛飞。2025年10月底，从哈工大博士毕业后，他入职郑高院开展博士后工作，继续从事超宽禁带半导体金刚石光电器件研究。
范赛飞在做实验
为把科研“做成事”
博士期间，范赛飞就在郑高院红外薄膜与晶体研究所朱嘉琦教授团队开展金刚石光电器件研究。朱嘉琦教授的两句话，他一直记到现在：“科研要‘顶天立地’”“首要任务是做事，最终目的是做成事”。
在范赛飞看来，“顶天”，是瞄准前沿，做有原创增量的研究；“立地”，是面向国家和行业需求，让科研最终解决实际问题。
范赛飞（右一）与朱嘉琦教授及学生合影
科研并没有太多戏剧性的“攻坚时刻”。范赛飞更熟悉的，是一次次实验、失败、调整，再重新验证。金刚石被誉为“终极半导体”，拥有优异的热学、电学和辐射稳定性，但也正因为“太稳定”，许多在传统半导体上成熟的掺杂、接触和加工方法难以直接照搬。
范赛飞选择在极薄的表面上下功夫。金属与金刚石怎样接触、表面处于什么化学状态，都会影响器件的漏电、响应和稳定性。
“一开始我们发现制备的一批器件性能差异很大，以为是工艺不稳定，只好重新制备。但跟范老师讨论后意识到关键不是金刚石材料本身，而是界面。于是我们通过结构的设计，把之前引起差异的缺陷变废为宝，实现了多功能应用。”一名参与课题的学生回忆。
这种从异常现象中重新找问题的过程，也逐渐成为范赛飞研究金刚石器件的一个重要切入点。从博士阶段至今，他持续将材料处理、器件制备、电学和光电测试结合起来，探索把金刚石本身优异的材料性能真正转化为器件性能。
从钻石到半导体芯片
博士期间，范赛飞获评“黑龙江省优秀毕业生”，相关成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）《IEEE电子器件快报》（IEEE Electron Device Letters）等国际高水平期刊，申请/授权中国发明专利17项。
“对我来说，论文是一个很重要的阶段性结果，但很多问题并不会随着论文发表就结束。”范赛飞说，“科学机制是不是真的讲清楚了，器件能不能稳定重复，进一步能不能走向实际应用，往往都值得继续往下做。”
为极端环境造一双“紫外眼”
范赛飞研究的金刚石光电器件，瞄准的是航空航天、电力巡检、特种装备等极端环境下的日盲紫外感知需求。
所谓“日盲紫外”，是太阳辐射经过臭氧层强烈吸收后、地面背景极低的一段深紫外区域。高压输电设备发生电晕或局部放电时会产生紫外辐射，一些燃烧过程和航空航天环境同样存在紫外探测需求。在这一波段探测目标信号，就像在强烈阳光中打开一双专门捕捉特定信号的“紫外眼”。
难点在于，这些场景往往同时伴随高温、强辐照或电磁干扰。金刚石既具有深紫外响应，又兼具优异的热学、电学和辐照稳定性，为极端环境探测提供了独特的材料基础。
依托团队在自研金刚石生长装备和高品质单晶金刚石方面的积累，范赛飞持续推进极端环境金刚石光电器件研究。
一次与某航天单位的测试，让这种极端环境探测有了更具体的应用场景。在发动机试车过程中，团队尝试利用金刚石探测器采集尾焰中的紫外信号。现场工作人员看到测试结果后表示，由于尾焰中强烈的可见与红外光干扰，商业紫外相机难以获得可靠信号，而金刚石探测器给出了明显的响应。此后，范赛飞又利用金刚石探测器开展高压设备电晕实时监测，并向电力行业工作人员展示器件的探测效果。
范赛飞（左一）展示金刚石探测器的电晕探测功能
这些真实场景也让他越来越清楚，实验室里的“性能好”，和真正的“产品能用”，并不是一回事。从实验室里做出一个性能不错的器件，到真正进入装备，中间还要解决器件一致性、长期可靠性、封装、批量制备以及与后端电路和系统适配等问题。
“真正的技术壁垒并不是某一个漂亮的性能数字，而是材料、界面、器件、封装和实际环境验证这些环节能不能一层层接起来。”
围绕这一方向，他也尝试把科研成果放到应用和市场的视角重新审视。2026年，他作为项目负责人带领团队荣获“创赢未来”创业大赛国赛一等奖；入职郑高院以来，他还入选了河南省省级人才计划，主持中国博士后科学基金面上资助项目。
范赛飞参加“创赢未来”创业大赛全国总决赛
让金刚石“做成芯片、装进设备”
博士毕业后，范赛飞选择继续留在郑州科研，一方面是为了保持研究工作的连续性，另一方面也有一个很朴素的原因——他是河南洛阳人。
“博士毕业以后回到河南继续做科研，对我来说有一种从关注家乡发展，到真正参与其中的变化。最大的感受是，科研和产业之间的距离变近了。”
河南是国内重要的超硬材料产业基地，拥有郑南商许国家先进制造业集群，郑州也在推进国家功能金刚石材料创新中心建设。对范赛飞来说，在河南做金刚石器件有一个很现实的优势：上游就是国内最集中的金刚石产业，而下游又有电力装备、高端制造和智能传感等应用需求。材料端和应用端，离实验室都不远。
范赛飞参加河南省标准引领金刚石行业高质量发展座谈会暨河南省材料学会超硬材料专业委员会第二次会议
郑高院和红外薄膜与晶体研究所的平台，则让他从博士阶段到博士后阶段能够保持研究的连续性。团队已经在高品质金刚石材料、生长装备、器件加工和光电测试等方面形成了较完整的研究基础。进入博士后阶段以后，范赛飞可以直接在已有基础上继续向更深入的科学问题和更靠近应用的方向推进。
接下来，他希望形成一种“需求牵引、联合研发、样机验证、成果转化”的合作模式。上游衔接金刚石材料、加工和装备，中游推进光电芯片、封装和测试验证，下游面向电力巡检、航空航天、特种装备等实际场景。他希望让河南的金刚石不仅“做得出来”，还能够“做成芯片、装进设备”。
在继续推进自己研究的同时，范赛飞也开始参与团队学生的培养和课题指导。作为指导教师，他带领学生荣获第九届中国（国际）传感器创新创业大赛全国一等奖。但相比比赛结果，他更关注学生能不能真正学会做科研。
范赛飞带领学生参加2025传感器大会
带学生时，范赛飞不会急着让他们马上“出结果”。对于跨专业或基础相对薄弱的学生，他更愿意先把半导体物理、芯片制备等基本功补起来，再逐渐进入具体课题。真正开始实验后，他更看重的是学生看到数据后能不能继续追问“为什么”，能不能自己判断下一步该验证什么。他也鼓励学生用AI提高效率，但不会让AI替代独立思考。“科研最基本的能力，首先是判断一个答案对不对，再去想它为什么不够、还能往哪里走。”因此，遇到问题时，他更愿意把问题重新抛给学生，而不是直接给出答案。
在范赛飞看来，把实验做规范、把数据做准确，是“规格严格”；能够进一步把现象背后的科学问题做深做透，并继续思考工程化和应用潜力，才是“功夫到家”。而这些，也是他自己仍在不断实践的事情。
未来，范赛飞希望在郑高院继续把金刚石光电器件这件事一步一步往前做，把背后的科学问题讲清楚，把器件做的更加稳定，把极端环境应用做明白，形成从基础研究、关键器件到工程应用相互贯通的研究体系。
对于有志于投身科研、考虑学成回豫的年轻人，他认为，选择在哪里发展并没有一个标准答案。真正重要的，是能不能找到一个值得长期投入的问题，找到能够发挥自身价值的位置，并让时间最终沉淀成属于自己的成果。
“既要有追求前沿和原创创新的志气，也要有沉下心来把一件事情做深做透的耐心。”这也是他科研道路的真实写照。
从洛阳出发，求学哈工大，再回到中原继续研究金刚石，范赛飞选择的，正是一条与自身科研积累、家乡产业发展和国家需求相互交汇的道路。
如今，他仍在这条路上一步步向前——瞄准前沿，也面向需求；潜心科研，也着眼应用。
编辑&排版：张秋
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