Jail me lab.

Live with paper.

Forget everything.

Cut all nets.

Pacify turbulent soul.

...

Be a scholar.

And nothing more.

 

--Everything happened in a total riot.

发信人: joeyzl (joeyzl), 信区: AdvancedEdu
标  题: 当年到美国(转载）
发信站: 水木社区 (Thu Mar 22 14:26:46 2007), 站内

留学的时候，我下飞机的第二天就去找我的指导教授，我的指导教授是John Hopkins 毕业的，在贝尔实验室作过科学家，后来来到大学任教，很年轻都当了正教授，后来又当了系主任，人到中年的时候，离开大学，自己创业，几年以后以失败告终，然后又回大学任教。

第一次见到老板，又是个老外教授，我当然是毕恭毕敬，说：教授，我是中国来的留学生，来读博士，我对您的研究方向很感兴趣，能不能告诉我现在需要看什么书，我可以马上回去看，以便可以很快上手，开始和你一起搞研究。

教授听完：上下打量了一下我。然后不紧不慢地说：你很有钱吗？最少是百万富翁吗？我非常吃惊，我想一定得说没有，有钱的话他就不会给我助研，如果这样我就没有钱读书。就得卷铺盖回中国去。所以我说；我是一个中国来的留学生，我没什么钱，但是很想学习东西，特别是对研究有兴趣。
教授又问：你家里很有钱吗？
这回我反正铁定心了，我回答：没有，我是中国来的，中国很穷，我家里也没有钱。教授听完，说：你既然这么穷，为什么不去赚钱，来搞什么研究？研究是有钱，有闲，吃饱没事干的人干的事，只有有兴趣，又有钱的人，才能真正搞点研究。你说你对我的研究方向感兴趣，我看你根本没有兴趣，不过是你想为我打工赚钱而已，完全不是你想搞什么研究。我听了满脸通红，说老实话，我更本不知道这个教授搞的研究方向，说感兴趣是因为不干这个廉价的劳工，教授不给我助研，我就没钱读书，所以为了钱，不得不说感兴趣。教授见的学生多了，什么人对研究感兴趣，什么人对钱感兴趣，一看便知道。

 

当然教授还是让我干了他的助研，我也很努力，虽然没有任何研究的天赋，还是任劳任怨的在实验室干苦力。教授的研究经费一直资助我拿到博士学位。毕业典礼以后，我又去见我的教授，我当然是非常感激，没有这么多年他的助研经费的资助，我不可能拿到我的学位。而且中国人讲究：一日为师，终生为父。所以我去看望他，想得到几句人生真谛得指点。他说：你现在已经拿到博士学位了，你来美国的第一天我就看出来，你来的目的是挣钱，现在你已经有了学位，是该出去挣钱的时候了。Go and make some real money！这就是他给我的人生指南。

多年以后，我逐渐对我的教授说的话有了较深的认识。说到底，研究就是有钱，有闲的人干的事。要搞比较深的研究（在实验室干苦力不是什么研究），一定要有两个条件：
1：要对这个东西感兴趣，非常感兴趣，（就象我没事写这个文章一样）没有任何钱，没有鲜花和美女，没有别人的赞赏，也要不停地钻研。
2：要排开经济的压力，吃喝不愁，衣食无忧的人才能搞研究。

美国的大学的终身教授（tenure）系统，基本就是这个理论。首先一个新科博士(fresh minted PhD)要经过5年的磨练，然后评选终生教授，一旦通过，一辈子就可以无饭碗的忧虑，可以一心一意地搞研究，当然学校也知道：这些终身教授里面绝大多数人是没有什么研究的潜力的。也搞不出什么东西来，就是一些实验室的苦力。不过，只要千千万万终身教授中有几个真有天分的人，加上良好的经济条件，自然可以搞出些东西来。

再举一个例子。70年代的时候复印机行业的老大Xerox担心电脑的兴起，会使得复印机的市场变小，如果大家都用电脑交换信息，当然就没有人买复印机。所以Xerox在PoloAlto建立了一个实验室，请了50-60个世界顶级电脑科学家，排除一切外界的干扰，（包括财务的压力），让他们自由的发挥自己的想象，创造未来能够领导人类的科技，当时的发明有：
1:GUI图形界面，2：以太网.，3: object-oriented programming （不知中文如何说）.
这几个划时代的发明奠定了电脑未来的发展，影响到人类的文明的进程。春天，是每年一度的美国大学录取通知书到达千万中国学子的时候，年复一年，大量的中国的学子盼望着美国大学的研究生院的录取通知书，很多学生为了得到助研的资助，就去申请博士学位，其中绝大部分的人对研究没有兴趣，只是希望去美国挣钱。他们读博士的逻辑是这样的：要去挣钱就得有美国文凭，要有美国文凭就得去美国读书，要去读书就得有奖学金，要有奖学金就得去读博士。所以要去美国就得去读博士。

但是博士本来就是培养来搞研究的能力。搞研究就得有兴趣，除此以外，最关键还要有钱，有闲。很难想象为生活奔波的人能搞出什么研究。研究象音乐一样，是有钱的人的游戏。

还是我教授的那句话：你既然这么穷，为什么不去赚钱，来搞什么研究？

第一作者：iker
第二作者：ikerII

 

Key words: GaAs 砒霜 RTA

Abstract
最近，市场上对于砒霜的需求量突然大涨。本文联系实际，讨论了一种基于GaAs衬底IC工艺砒霜的实验室合成法制法。讨论涉及合成原理，工艺参数，以及产品性能等。通过深入讨论，对于实验室砒霜合成有一定的指导意义。

随着半导体器件尺寸的不断缩小，22纳米的特征尺寸之下，硅基器件逐渐开始展现了一些负面因素。由于III-V族半导体中电子超高的迁移率，III-V族半导体开始逐渐受到了广大人民群众的青睐。在这类半导体中，目前研究的最多的是GaAs。

 

目前在GaAs上形成单个器件主要有以下几个步骤：1)源漏形成（ms还没应用大规模生产，所以没有沟道隔离和阱注入之类的），2)钝化层外延（主要为Si,Ge等单质半导体在GaAs上通过分子束外延形成，以形成良好的中间控制层以及抑制表面费米能级钉扎）3)栅氧淀积，4)金属栅的形成。

 

对于GaAs衬底，研究表明，由于在淀积之前的初始化（通常采用RTA工艺），也就是氧化过程中，由于氧的引入，带来了表面As原子的错位，从而进一步导致了第二层的Ga原子的能级漂移。漂移的过程，也是一个氧化的过程。Ga原子被氧化成了Ga2O3。进一步的反应，在600度的RTA中，由于As原子更强的电负性，Ga2O3中的O2-离子会受到As原子电子云的吸引，从而导致了Ga-O键的断裂，产生了如下的反应:

 

Ga2O3+2GaAs=As2O3+4Ga

 

这个反应是相当有价值的。一方面，Ga单质附着在界面附近，同时，As2O3的生成为人生带来了希望。

 

As2O3，学名三氧化二砷，俗称砒霜。砒霜啊！！这就是我们梦寐以求的砒霜！！！

 

对于砒霜是否真正生成，XPS的测试结果表明，As2O3在界面附近有明显峰值，从TEM的照片上也可以看出，在界面附近有不连续的阴影，猜测即为反应过程中生成的As2O3。

 

下面讨论两个问题，第一个是RTA的时间和温度。第二为As2O3的化合物获取。

首先，RTA的时间和温度。考虑到As的错位与温度有关，当温度过高时，会修复晶体表面的结构缺陷，同时温度过低会导致Ga的氧化不充分。经过反复的对比实验表明，500度是一个较好的温度，既保持了As的表面缺陷，另一方面也加速了Ga的氧化，并且一个良好的O2氛围是必须的。（至于是否可以考虑掺氯氧化，值得进行进一步的研究）
在Ga2O3充分生长之后，第二是如何促进As对Ga的还原。此时需要一个良好的非氧化性环境。氧化性环境会降低As原子表面的电动亲和势，因此，采用N2的环境是一个良好的选择。有研究表明，在一个高度真空的环境下（气压在10torr以下），As2O3的生成也相当好。其生长的化学动力学值得做进一步的探索。

 

第二方面为As2O3的化合物提取。
一种想法是讲GaAs衬底和表面生成的Ga单质全部腐蚀之后剩下As2O3。但是考虑到这将是一个浩瀚的工程，因此在本文中采取了一种较为讨巧的方法，水溶法。考虑到GaAs和Ga均为非水溶性物质，因此可以考虑将产品研磨成粉末之后再热水中充分浸泡，但是此时需要注意的是，要避免As2O3在这个过程中被进一步氧化成为As2O5。实践表明，在水中持续通入Ar，可以保持As2O3的稳定性。

 

总结
本文从实际的角度探讨了一种实际的砒霜的实验室制法，可以广泛运用于生产，工作中，鉴于砒霜的广泛市场，乃是出门旅行，居家生活之必备良药，上文叙述的基于GaAs衬底的砒霜制法必然能带来广泛的经济效益。

 

 

最近开始研究新的方向，high-k材料(HfO2/Al2O3))在GaAs上的生长。概括的来说，现在的状况是，能够长出来，但是长的惨不忍睹。据lab的师兄说起来，目前做过类似东西的不多，去查阅了一下文献也的确如此。仅有的几篇东西也是乏善可陈。这固然是一件好事，走在别人的前头，做一些别人没有做过的事情是一种挑战的所在。但是在另一方面，查阅的资料有限，更是说明这条道路的困难之处，别人做不出来的东西，你自己未必也能完成。

 

开始研究新的领域的时候总是一件很头大的事情。与Si相比，GaAs的好处是载流子有更高的迁移率，在高速MOSFET市场上前途无量。但是它的缺点也是异常明显，无法形成如SiO2这般完美无暇的层间介质--不低的介电常数，超好的绝缘性，与其他材料极佳的复合界面，优秀的热电稳定性……SiO2的优点还可以说上很多，并且最关键的一点是，在Si衬底上无论生长什么材料，这层SiO2一定是会自然生长出来，尽管这是一个副产品，但是这样的副产品却是人心所向的。GaAs的麻烦之处再这里便体现。首先失去了一个优秀的层间介质不说，伴生出来的Ga2O3和As2O5却是麻烦至极。在后道的退火工序中还会生成更麻烦的As单质。这极大破坏了作为栅绝缘体的完美性。而GaAs在MOSFET中的应用的阻碍之处也就在此。

 

诚然我是一个怕麻烦的人，从Si到GaAs，优点一下变成了缺点，不爽是肯定有的，但是这也正是Science和Engineering的区别--科学家追求完美却总也做不到，他们更喜欢问题，以保持更多研究的对象，而工程师，则是一个不断碰到问题解决问题再碰到问题再解决问题的过程，在最后总会在某一个方面达到一个完美境界。

 

很多人一直批判我不适合学理科的一个关键论据就是我身上的文人气息太重，所以更适合去做律师或者记者或者导演或者剧作家或者别的什么。对于这样的问题我其实早有思考。与其做一个哲人里的科学家，不如做一个科学家里的哲人。哲人里的科学家最多用统计算法去统计历史事件，用机械式的科学思维去探索人类灵魂至深是一件听起来很是恐怖的事情，但是相比之下，用文人的眼光去探索自然真理，或者更可能会有惊人的契机和奇妙的发现。

 

在中国传统的哲学里面我更喜欢老庄的哲学，倡导天人合一，倡导物极必反。《九阴真经》的开头“天之道，损有余而补不足，是故虚胜实，不足胜有余。”这句话是极好的，和老子“物极必反”，“祸兮福之所倚,福兮祸之所伏”如出一辙。所有的对立在太极图里都是一个完美的圆。其中道理的精妙不言而喻。在科学里面最好的设计，最好的理论都是圆满的--不仅在道理上可以包罗万象，在形式上更是一个无所比拟的完美。凯库勒关于苯的结构，一个完美的圆；爱因斯坦的质能转换，E=MC^2，还是一个漂亮简洁的公式。至于量子物理的例子更是趋于无穷。海森伯自以为矩阵力学是对波动力学的完美诠释，但是很遗憾，形式的过于复杂还是没能达到科学的至上境界，在泡利之后再也没有人愿意选择复杂的矩阵力学，而这个也最终被薛定谔方程所取代。

 

按照我自己的比喻来说，一般的科研工作者，在我看来，仿佛是拿着一张地图在城市里面行走。他们会看到一些很细洁的方面，帝国大厦的墙角的一滩水渍，时代广场一块青砖，他们对城市有很多细节的印象，但是缺乏对城市整体的了解。真正的大师却非如此按图索骥，他们则是坐上直升飞机去俯瞰整个城市，忽略了细节却把握住了整个城市的形貌。境界之差高下立分。

 

因此，从这个角度来看，凡是做科学研究的，科学精神和文人境界，两者皆不可或缺。科学精神是一种钻研探索的精神，2006年度的国家最高科技奖李振声，50年来做的工作无非只有一个，把不同的草杂交，看哪个草产的米多。这个工作看起来绝对是无聊的经典素材，但是什么样的精神鼓动着他，没错，科学精神。而文人境界在这么一个过程中起的什么作用，创新的作用，追求完美的作用，就像毕加索在追求美学的无上的完美一样，我们所追求的，是科学的完美。这也可以解释为什么我面对半导体器件物理那些超过一行的公式之时为何产生了一种本能的反感一样--我所喜爱的只是最简单的公式去表达最复杂的含义--如同科学史上最伟大最杰出的那些定律一样，牛顿三定律，相对论，阿基米德定律，傅立叶变换，贝塞尔函数（当然后面几个和前面相比差点儿）。从半导体器件物理上的公式中我们可以得出什么？不是复杂的电子在BJT或者MOS器件中到底遵循什么样的规律运动，而是我们离完美的真理仍然路漫漫其修远兮。

 

回到现实的话题来看，GaAs的面前不少人遇到的是难题，或者把眼界放的更大一点，也就是MOSFET在碰到scaling down时所必须迈过去的一步。 这是我们从小处看的，帝国大厦的墙角或者时代广场的青砖，我们要真正看到城市的原貌，还有很长的路要走。而真正等到有人能看到城市全貌的哪天，固体物理领域便又是一位划时代的大师。

有一种感觉总是如此突然，不经意间发生，淡淡的蔓延，终于在一个有些小雨的夜晚扩散开来，然后铺天盖地的覆盖。于是在这澄澈的暮色里有些细细的忧伤，撑着雨伞走过一条街的灯光，走的有些漫长。

----仅以此文纪念我的同学exult，纪念一起走过的东方岁月，纪念一起走过的同窗生涯。

 

现在想来，认识exult是一件很幸运的事情，工数课上的邂逅，一段日子的申请，便算熟识了。初时总是对他有些敬畏的心里，除了720的Verbal，也总是能从他的同学这里传来许多令人乍舌的消息。后来听说他去新东方当了GRE的老师，听闻消息的第一个反应是庆幸自己读的早，否则不知道站在上面的是自己的同学，又会是怎么样的感觉。

 

后来围绕着这件事情便传出了在当时令我很汗的消息了。比如exult不去图书馆了，原因是避免被学生看到以降低教师尊严感。取而代之的是exult天天去上岛学习。第二个事情是exult在期末复习并且要上课的时候，改为天天喝力保健，以保持充分的战斗力。

 

当然我又听说了exult很牛，比如GPA>3.9，比如某老师很变态导致大家都不敢去老师处答疑而改为在exult处答疑。他的师姐如何拿着他写的推荐信去了Princeton，等等。每每我听到这些的时候，总是感觉有些诧异的看着绘声绘色的给我讲这些的人们，疑惑的问，这些是真的么？

 

后来在exult的诱惑以及推荐下，我们不仅仅是同学，更成为了同事。这才有机会更多的开始了解exult。仅仅从备课上来说便是我望尘莫及。我总是习惯写一个提纲便去上课，而exult会在备课的讲义上精确到每一个上课要说的字。

 

我承认我在面对这些的时候心里总是会摇头，或许性格差异会决定不同的人在做相同的事时采取不同的态度。但是我也总觉得exult的这些光环总是让人有一种莫名的压抑。每次我看到jacky的时候都会说，哈哈我不会亲近exult的，那不是降低生活愉悦度么？的确如此，在和exult的那些令人瞠目结舌的荣誉到来之时，他会很平静的告诉我们，以一种泰然而安详的语调，在众人的仰视之时，对于他来说，似乎更应该是应得之物。

 

他会跟我讲他高中时候的故事，怎么样和一个同学相约共去北京，而最后那个同学去了北大而他留在了这里。他也会很平静的向我述说在此之后他去新东方报了GRE的班，希望能够在未来的某一天重新回到相同的起跑线。对于我来说，在高三那个最疯狂的暑假选择来到新东方的GRE班和一群比自己大的很多的孩子们坐在一起的时候又会是一种什么样的感觉。可是等到他今天自己站上GRE的讲台，望着下面的时候，又会是另一番心境了吧。

 

我从未有过这样的同学，也不知道如何去评价他，我甚至不知道应该用一种什么样的文风去写下相处的岁月，激情昂扬，或者平静如水，如同他本人一般。给我留下更多的是他的那些甚至可以说是无比敬畏的故事，以及他的一种执着，一种奋斗。引用他同学的一句话，exult是一种精神。

 

的确如此。在我经常有一种感慨在我的同学之间会有如此之人，激昂着在每一个方面都要超过你的同时，我会深深的感谢上天会送给我这样一份礼物，让一种真切的奋斗精神在身边真实的存在着。

 

平静一如往昔。晚上东方的聚餐特别坐在了他的旁边，或许是受到了一种什么样的冥冥间的暗示。祝酒时我随口问起春天的课什么时候开始上，他笑着对我说，他已经不上了，寒假是他的收山之作。

 

听罢一种惆怅。

 

看过GRE班的打分表，对于exult的一片洋溢之词，称呼他是阅读的大师，或者是能够把对阅读的理解升华到这样的程度。有一句话我一直没有说，我很想坐在讲台的下面，和那群可爱的同学们一起，拿着讲义和笔记本，认认真真的听一堂exult的课，去领略我的朋友兼同学兼同事的大师风采。以前总是觉得没什么时间，或者也总是觉得这样的机会以后还会有。只是不知不觉之间，连这样一点小小的希望也转瞬变成了奢想。

 

很是向往这样一种在课上挥洒自如的境界。可惜我却错过了最后的那番风采，上海新东方国外考试部有史以来最成功的GRE阅读老师的风采。

 

不知道在最后那节课结班的时候，会是以一种什么样的心态和语气，讲完最后10分钟的课。抑或惆怅而感慨，抑或轻松而自然？或者只有他自己知道。他常说的一句话，座右铭，Whom God loves, God chastens. 在我的讲义上引用了一段和他相仿的，God said you will get everything, but you have to pay for it. 不知道同是上过这两个班的同学们，是否或者在这两句话中间找到了那么一分的相似？

 

其实在今天之前，我也没有想到他或许在我的心中会占有如此之重，同事的光阴会是如此美好。我只能在这里，祝好兄弟exult会在这之后的日子里一路顺风，依旧精彩。

 

或许在很久很久以后，我会依旧回忆起在这之前的某一天，我曾经如此镇定地在讲台之上拿着话筒，如此深情地说，在这个教室的隔壁的讲台上是我的同学，他是如此的出色，他叫马焱俊。