资赋优秀，却朴实无华，是我对刚刚访问过的一位33岁的女性启明星张苗的第一印象。张苗有1.70米的好身材，尽管从95年9月到中科院上海冶金所攻读博士学位起在上海已经学习、工作了整整5年，但20多年来在祖国大西北兰州的生活工作经历塑造了她做科学研究坚毅恒久、一丝不苟的态度，一种理性和诚实的个性在张苗身上显露无遗，本分、不事张扬，每天骑半个小时的自行车上班、下班。如果你在路上遇见她，很难联想到她是一位在中科院的一个极重要的国家重点实验室从事重要攻关任务的博士、副研究员。

张苗现在供职于中科院上海冶金所的信息功能材料国家重点实验室，她所从事的科研攻关项目叫傲“绝缘层上的硅（SOI）材料”。这种材料被誉为21世纪的新一代硅材料。随着张苗的介绍，我进入了她为之陶醉的硅片世界。张苗说，在微电子行业，通常把常用的厚度约为0.5毫米的硅片称为“体硅"，因为在他们看来，0.5毫米悬非常厚实的概念了，敷设在硅片上面非常薄的单晶硅层的电子线路只占了整个硅体约千分之——的深度（相当于几百纳米），余下的这千分之999.9的部分称为衬底，对电路起支撑作用。但是器件和衬底之间的相互作用在电路中引起一系列不良效应。张苗以卫星等空间应用、核电站等强辐射的环境为例介绍说，在类似的这种强烈宇宙射线或高能离子辐照等恶劣环境中工作的体硅芯片很容易在受到粒子辐射时引起电路逻辑状态反转，产生错误信号等情况，原因之一就是这些辐射粒子在衬底中产生的大量电子-空穴对，都会被电路收集，影响电路的正常工作，最终导致上面的电路失效，发出错误信息，甚至导致重大事故。而SOI材料由于在电路和衬底间有一绝缘埋层，将电路与衬底隔离开，任何衬底产生的光电流均不会影响SOI器件的电路。SO[材料中，绝缘埋层上面的硅单晶的厚度也只有几百纳米。实验表明，采用SOI材料制作的电路的抗粒子辐照能力是普通芯片的50倍，因此它可以在恶劣的辐照条件如空间和核爆炸环境下能长时间保持高可靠性地工作。

张苗告诉我，SOI技术最初是为适应航空、航天、卫星电子系统等的需求而发展起来的，国际上已在上述领域得到了重要应用。但目前SOI技术的应用领域已从航空航天等领域发展到面大量广的以笔记本电脑、移动电话等为代表的便携式通讯系统。她举例说，1998年美国IBM以SOI技术成功地研制出性能提高35%的高速、高可靠性的微电子主流产品——微处理器，这意味着速度更快的计算机和更高的通讯速度；同时，SOI芯片的能耗只有目前芯片的1/3。这是相当重要的进步，因为芯片运行所需功率降低可以大大延长蜂窝电话、手提电脑、个人数字辅助设备等便携产品所用电池的寿命。低压低功耗、高速特性是SOI技术商用的主要方向，并因此成为SOI技术发展的新推动力。

张苗所在的中科院上海冶金所在我国SOI材料技术研究方面处于领先地位。我们的讨论话题回到张苗个人在这一工作中的“作用"。张苗想了一会儿说，大批高质量、低成本的SOI材料的制备是SOI技术应用的关键，因此她除了进行SOI材料的制备工艺技术攻关这——主要工作外，“吸杂"可能是她和她的课题组同事完成的另一项有创新性的、旨在提高SOI材料质量的重要研究工作。张苗介绍说，所谓吸杂就是通过技术处理，将SOI材料与电路生产过程中引人的微量但却非常有害的金属杂质从电路中除去，这是制备SOI材料制备与应用过程中必须面对和解决的一大难题。SOI材料在制备过程中容易被铜、铁、镍等过渡金属杂质沾污，从而导致电路特性恶化甚至失效。由于SOI材料结构复杂，体硅工艺中常用的吸杂难以有效地去除SOI顶层硅中的杂质。针对此一难题，张苗及其同事提出利用离子注入的方法在SOI中引入纳米孔，进行有害杂质去除研究，最终解决了这一难题。1998年在巴黎召开的电化学国际学术会议上，以张苗为第一作者的这篇论文引起与会国际同行的高度评价。该项研究工作不久即在国际权威的物理学杂志，《应用物理快报》上发表。张苗她们有关吸杂工作的另一篇文章在核物理领域国际著名学术刊物《核仪器与方法在物理中的应用》上发表，此文在审稿时，被一位外国评审专家用了三个“重要的”来加以评价：该项工作是利用一种“重要的”技术，在一种“重要的”材料（指SOI）中，取得的“重要的"结果。

在我的“追问”下，张苗讲述了自己投身物理学的经历。张苗说她从中学起就对物理非常感兴趣，是从简单的物理实验开始的：将一个一端插入水杯的弯管内的空气吸走后，水居然可以由低处向高处流！这就是她第一次认识的大气压......

不久张苗以学校高考第一名的成绩进入兰州大学物理系。当时她的成绩足以进最热门的专业，如计算机、电子通信等，但她认定的是物理学。张苗在回忆兰大物理系的学习生活时说，当时有一位教师在黑板上写出好几个物理大师有名的公式，来给大家阐述其中的物理美感，诸如对称、和谐之美完全可与最好的音乐媲美。渐渐地，张苗能体会到了麦克斯韦方程式、爱因斯坦相对论所蕴涵的这种物理美感了。由于成绩优异，大学毕业后，张苗被推荐免试读研，但张苗并未直接读研，而是抱着到应用部门去用自己所学的知识直接为社会创造财富的美好心愿，而选择到了一家半导体厂工作。但慢慢的她感到工厂里做的大多是一些定型的工作，太程式化，很难发挥自己的创造力；而当她与兰大的专家合作进行一项国家项目的研究时，发现仅凭大学本科的知识是远远不够的，于是她决定重返兰大读研，并将自己今后的工作目标定位在具有挑战性的科研工作上。

1992年9月，张苗再度跨进兰大攻读硕士学位，专业是半导体物理与半导体器件。3年后她再上一层楼考入中科院上海冶金研究所，师从我国著名的SOI技术专家林成鲁教授，从事SOI材料与器件制备以及SOI有害杂质的吸取研究。由于基础扎实加上聪颖勤奋，她在攻读博士学位期间就以第一作者在国际刊物上发表了7篇学术论文，在国内刊物上发表10余篇论文，并提前半年获得博士学位，毕业当年还因研究工作出色荣膺了中科院院长优秀奖。目前，这位年轻的博士已成为国家自然科学基金项目、上海市青年科技启明星项目、中国科学院重点项目以及上海科技发展项目等多项国家科研任务的负责人。

张苗是实在人，她说当她看到自己参加并为之付出心血的研究成果走向产业化，并将对国家微电子工业有帮助时，内心是非常欣慰的。确实，一个人能将自己所学的知识融入到国家的主流高科技产业中是幸福的。

[江世亮采写自2000年12月24日]