“跨界”科学家的两重身份——走近凝固技术和晶体生长领域著名专家介万奇

刚刚过完64岁生日的介万奇有两重身份：西北工业大学教授、博士生导师，凝固技术和晶体生长领域著名专家，是中国辐射探测半导体晶体拓荒者；陕西迪泰克新材料有限公司创始人、董事长兼首席科学家，带领团队实现碲锌镉（CZT）晶体材料国产化及产业化落地，解决了关键核心技术的“卡脖子”难题。

在神舟十五号及此前数次载人航天任务中，航天员均配备了以迪泰克CZT探测器作为核心部件的辐射剂量仪，迪泰克产品已多次助力我国航天事业发展。“搞科研就像跑马拉松，科研成果只有真正实现落地转化，才能发挥它应有的社会价值。”介万奇说，“西安‘北跨’战略提出，要发挥秦创原创新驱动引领作用，突破关键核心技术，赋能产业转型升级，打造‘北跨’科创走廊，这为像迪泰克这样的科研企业注入了新的发展动力。”

攻克CZT晶体“卡脖子”难题

CZT，一种性能优异的室温核辐射半导体探测器材料。

“说到半导体材料，我其实是半路出家。”介万奇在西北工业大学学的是传统金属材料加工的铸造专业。毕业留校工作后，他开始思考在凝固科学技术大框架下，结合功能晶体材料进行晶体生长研究，“考虑了很多方向，最终选择半导体作为切入点”。

CZT半导体材料具有非常高的计数率、灵敏度、能量分辨率及空间分辨率，在X射线和伽马射线检测与成像领域有着较好的发展前景。“当时，我们国家在这方面处于技术空白，相关产品主要依赖进口。”介万奇介绍，“1992年，全球首篇探测器级CZT晶体材料相关文献出版，第二年我们便开始研制国产CZT材料，朝着攻克‘卡脖子’难题的目标努力。”

CZT晶体生长存在成分复杂、熔点较高、元素易挥发等难点，介万奇团队通过工艺优化和技术升级实现了大尺寸晶体生长，但材料仍有大量位错和Te沉淀等缺陷，而且晶体所需的高电阻率、高载流子迁移率也很难控制。

“CZT晶体材料的研发过程非常艰苦。”介万奇坦言。

苦苦探索，终成正果。经过十余年攻关，介万奇团队在国内首次解决了晶体材料的成分设计和优化、晶体合成与生长等多项技术难题，开发出了高性能探测器级CZT晶体及高效率、低成本单晶制备技术和关键设备，一举打破了外国的技术封锁。

“经英国卢瑟福国家实验室、中核北京核仪器厂等多家权威机构测定，我们开发的CZT晶体性能达到了国际先进水平。”介万奇说，与当年国际最先进的传统工艺技术产品相比，团队研发的晶体材料成品率提高了3至5倍，生产效率提高了3倍以上，综合成本则下降了50%以上。

打造国产CZT探测器产业链

2013年，介万奇主持完成的这项“高能射线探测器用碲锌镉晶体材料及制备技术”，被评为国家技术发明奖二等奖。

在介万奇看来，科学研究如果只是纸上谈兵，不能转化为实际生产力，搞科研就是一种无用功。2012年，团队成立陕西迪泰克新材料有限公司，在西咸新区秦汉新城建设了研发生产基地，推动CZT晶体材料国产化及产业化落地。

“真正把一项技术、一个材料成功做成产品，过程太复杂了！”一向不言辛苦的介万奇在回顾团队产学研历程时感慨，“从实验室走向产业化，要面对一系列难题，从0到1，这种突破是最难的，弯路没少走，苦头没少吃。我们用近两年时间才自主研发了完整的晶片切割、清洗、抛光、腐蚀等加工工艺，建立了完整的晶体生长、材料加工和器件设计体系。”

如今，迪泰克已发展成为国内唯一、全球第三可产业化批量生产、销售探测器级CZT晶体和相关探测器产品、设备的高新技术企业，牵头承担了科技部、工信部及国防领域多项国家级重点项目，牵头制定了国内首个探测器级碲锌镉晶体国家标准，拥有各类专利近百项，覆盖产品所有技术关键点。

迪泰克产品已被广泛应用于航空航天、核工业军工、安检及工业检测、医疗影像等领域，并与全球20多个国家和地区的近400家客户建立了稳定合作关系，在全球碲锌镉半导体辐射探测与成像核心部件提供商中名列前茅，开创了我国在新一代辐射探测技术领域与国际领先水平“并跑”的局面。

“迪泰克正在布局可用于医疗及工业成像的碲锌镉材料、器件、模块产业化，打造国产CZT探测器产业链，需要大量资金用于研究及产能扩建。西咸新区和秦汉新城帮我们拓宽了融资渠道，加快了融资速度，这无疑是雪中送炭。”介万奇表示，迪泰克将抢抓西安“北跨”全面启动的重大机遇，依托秦创原创新驱动平台资源优势，瞄准国家重大需求，加强自主创新，加快关键核心技术攻关，不断提升产品竞争力，为陕西先进装备制造业高质量发展及国家辐射探测与成像行业技术进步作出新的贡献。