科学报国正当时｜新材料 “芯”机遇——走近电子信息材料专业

来源：光明网2025-11-20 09:14

　　编者按：党的二十届三中全会强调，教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑。实现高水平科技自立自强，归根结底要靠高水平创新人才。中国科协科普部联合光明网推出“科学报国正当时”栏目，解读高校科技类学科设置、人才培养模式，引导广大青少年把个人理想追求融入国家发展伟业，赓续科学报国传统，筑牢科技创新的根基和底座。#千万IP创科普

人工智能正以前所未有的深度和广度，推动着社会与经济的变革，影响着我们生活的方方面面。支撑人工智能大模型强大功能的核心运行机制是每秒可高达千万亿次的数据运算、存储与传输，而实现这一切的硬件基础，都离不开以半导体材料为首的电子信息材料。

河北工业大学材料科学与工程学院院长郑士建介绍，电子信息材料是指服务于电子器件、集成电路信息系统的功能材料，如，硅、氮化镓等，一般具有光学、电学、磁学等功能特性，能够实现信息传输、存储等功能，也被称为“半导体产业链的基石”。

科学报国正当时｜新材料 “芯”机遇——走近电子信息材料专业

目前，电子信息制造业已成为国民经济的战略性、基础性、先导性产业。郑士建表示，作为这两年新增设的专业，电子信息材料专业在新一代信息技术产业发展中起到核心支撑作用。随着5G通信、人工智能、物联网等新兴技术不断迭代，对高性能电子信息材料的需求呈爆发式增长。同时，高端材料国产替代进程加速，我国在高端硅片等领域国产化趋势明显，对专业人才有着迫切的需求，未来发展前景广阔。

“电子信息材料专业服务于集成电路、微电子装备制造、5G通信等领域，学生既要具备扎实的物理、化学、材料科学基础知识，也要关注光电信息、集成电路等领域的前沿技术发展，基于对材料科学与技术的深刻理解，对电子信息材料进行创新设计与工艺优化。”郑士建认为，通过在电子信息材料专业的学习，学生能够成长为兼具跨学科思维与创新能力的未来工程师，拥有解决复杂工程问题的综合能力。

科学报国正当时｜新材料 “芯”机遇——走近电子信息材料专业

聚焦国家关键核心技术攻关，满足区域创新发展对关键新材料、新技术的迫切需求，是科研团队也是郑士建的重要目标。谈起自己与材料结缘的经历，他笑谈是“偶然”。“虽然当时是调剂到了材料专业，但通过不断地学习，我发现材料是一个非常好且非常有前景的方向，我也特别热爱自己的专业。”

郑士建长期致力于金属材料塑性加工及强韧化的界面调控机理原子尺度研究，曾带领团队成功制备了在纳米尺度两种材料三维互通的钛基复合材料，但近年来，他也将目光投向了电子信息材料。

科学报国正当时｜新材料 “芯”机遇——走近电子信息材料专业

“无论金属材料还是功能材料，都由原子构成，核心问题始终是研究材料结构与性能的关系。”郑士建介绍，只有先解析清楚结构特征，才能进行调控并设计出更好的材料。以碳元素为例，石墨是层状结构，层间结合力较弱，所以质地柔软，可作为铅笔笔芯，而金刚石是三维立体结构，每个碳原子与周围原子形成极强的共价键，结构高度稳定，这使其成为自然界最坚硬的物质。

原子尺度上的排列规律差异，直接导致材料宏观属性的天壤之别。在电子信息材料领域，他和团队研究出了一种准二维钙钛矿材料，在卤素位置用氯替代了钙钛矿材料中的部分碘离子，提升了材料稳定性和光响应特性。

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