狄大卫|狄大卫：以“好玩”的心态做科研
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狄大卫（左）正在做科研 。浙江大学供图
■采访人员 温才妃 通讯员 柯溢能
在和煦的阳光里往返于校区之间，搭建半导体光电器件前沿基础与应用研究的桥梁，这是浙江大学光电科学与工程学院研究员狄大卫近期工作的日常 。
不久前，由狄大卫等人共同发明的一项技术，显著提高了绿光混合维度钙钛矿LED（发光二极管）的性能，为扩展钙钛矿LED器件设计的多样性作出了贡献 。
此前，狄大卫与合作者们在新型电致发光器件领域的基础研究，产生了多项具有重要意义的成果，他也因此入选2019年《麻省理工科技评论》全球“35岁以下科技创新35人”、2020年“世界顶尖科学家论坛青年科学家”等 。
就像“在沙滩上随意捡贝壳”
人类对光的追求是一个永恒的话题，如果说白炽灯照亮了20世纪，那么LED则点亮了21世纪 。作为LED家族的重要一员，有机发光二极管（OLED）掀起了新的技术革命 。
【狄大卫|狄大卫：以“好玩”的心态做科研】在目前的OLED材料中，基于稀有金属铱的磷光材料性能最为优越 。然而，由于受到发光机制的影响，其在高亮度下的效率还是受到了限制 。而且，这类OLED材料普遍成本高昂，制备过程也存在潜在的毒性 。此外，OLED制备中所用到的真空蒸镀方法，其成本与能耗较高，但更低成本的溶液制备方法无法实现类似的效率 。寻找更好的替代方案，一直是研究人员努力探索的方向 。
“发光效率也有极限，这就好像是压在我们头顶的‘五行山’，要实现突破就要在新的框架中开展研究 。”谈到自己的研究，狄大卫如数家珍 。
2016年，当时正在英国剑桥大学物理系攻读博士的狄大卫与合作者发现了一系列新型卡宾金属发光分子 。他们基于这种分子设计了溶液法的OLED，器件发光的外量子效率高达27.5%，创造了低成本溶液法LED效率的世界纪录，达到与真空蒸镀OLED类似的水平 。这项基于新型有机发光分子的高效率OLED研究，被学术界认为具有里程碑式的意义 。
高效率卡宾金属发光分子的发现，既是偶然也是必然 。当时与团队合作的化学家们合成了许多材料，请狄大卫做一些简单检测 。但他却非常认真地分析其中的发光机制，并在各种实验中探寻规律 。他很享受实验的过程，“从0到1自由探索的过程，追随的是自己的内心，就好像在沙滩上随意捡贝壳” 。
通过钙钛矿与聚合物的结合，大幅提高世界上最年轻的发光技术——钙钛矿LED的效率，正是狄大卫与现已是浙江大学研究员赵保丹在剑桥合作实现的 。他们将钙钛矿LED电致发光外量子效率提升到20%，内量子效率接近100%，在当时创造了一个纪录 。
“狄老师的大脑每天都能迸发出新的观点 。我的导师就曾打趣地对他说，‘天才与狂人往往只有一线之隔’ 。”赵保丹说，“对科研纯粹的喜爱驱使他去思考，也会感染和带动身边的人 。”
一口气攻读了两个博士学位
狄大卫对科研的喜爱，还表现在他一口气攻读了两个博士学位 。
“很多人说我的两个研究方向正好相反，一个将光能转化成电能，一个将电能转化成光能 。其实二者的共同点是通过半导体器件实现光电转换，理论上是两个互逆的过程 。”他说 。
2011年，正在澳大利亚新南威尔士大学研究第三代太阳能电池的狄大卫，偶然间发现量子点硅太阳能电池在有电流通过时发出了红色的光 。经典教科书中早已揭示，作为间接带隙半导体的硅，通常是不会发光的 。这一道光激发了他对发光二极管的浓厚兴趣，也因此将他带入了一个新的研究世界 。“科研的魅力来自于对未知世界的探索，好奇心是保持这份热情的源泉 。”完成了工程学博士的学业，狄大卫又向英国剑桥大学卡文迪许实验室提交了物理学博士的入学申请 。
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