先進(jìn)電子制造是制造技術(shù)的最前沿，它的水平代表著一個(gè)國(guó)家制造水平的高低。而我國(guó)卻面臨著這樣的困境：
　　
　　一方面電子產(chǎn)品市場(chǎng)蓬勃發(fā)展；另一方面，作為“世界第一制造大國(guó)”，電子制造水平卻長(zhǎng)期落后于西方。我國(guó)電子制造主要技術(shù)全部依賴進(jìn)口，核心 技術(shù)更是受到外國(guó)嚴(yán)密封鎖。這不僅導(dǎo)致國(guó)家每年都需要耗費(fèi)巨大的外匯儲(chǔ)備購(gòu)買專利技術(shù)，更極大地制約了我國(guó)電子制造業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
　　
　　超精表面拋光、改性和測(cè)試技術(shù)是先進(jìn)電子制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它主要應(yīng)用于磁記錄領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)硬盤磁頭表面及硬盤盤基片表面的拋光，同時(shí) 還應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的硅晶片加工和半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)光二極管（LED）藍(lán)寶石基片的加工。因此，這項(xiàng)技術(shù)的突破將對(duì)我國(guó)電子制造業(yè)走上自主創(chuàng)新的道路產(chǎn)生 較大的推動(dòng)作用。
　　
　　我校精儀系摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的雒建斌教授、路新春教授、潘國(guó)順副教授、溫詩(shī)鑄院士等人在該領(lǐng)域開展了多年研究，取得了較大進(jìn)展。
　　　　
　　從“針尖”開始
　　
　　眾所周知，我們平常使用的計(jì)算機(jī)硬盤都有一個(gè)存儲(chǔ)量的限制，而存儲(chǔ)量又由它的存儲(chǔ)密度所決定。存儲(chǔ)密度越大，單張盤的存儲(chǔ)量也就越大。而存儲(chǔ) 密度的影響因素較多，磁頭/磁盤的讀寫能力、表面保護(hù)膜的性能和表面光滑度都是非常重要的因素。其中，磁頭的讀寫能力除與材料性能和線寬密切相關(guān)外，主要 受磁頭的飛行高度影響。磁頭好比手電筒，它發(fā)射出的電磁波不是平行的，而是存在一定的張角。磁頭距離磁盤越近，射出的電磁波在磁盤表面上覆蓋的面積越小， 從而可增大存儲(chǔ)密度，提升硬盤存儲(chǔ)量。而磁頭表面保護(hù)膜則主要從兩個(gè)重要的方面保護(hù)磁頭：一是它必須具有良好的自潔性，避免磁頭吸附過多雜質(zhì)；二是它必須 在磁頭與硬盤開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保護(hù)磁頭，避免靜摩擦力過大，磨損磁頭。因而，它還必須與磁頭具有良好的結(jié)合力，避免在磁頭高速剪切時(shí)致其脫離磁頭表面。
　　
　　隨著時(shí)代的發(fā)展、電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，對(duì)硬盤存儲(chǔ)密度的要求越來越高，使磁頭的飛行高度不斷降低，磁頭、磁盤碰撞的幾率在增加，而其保護(hù)膜的性能 也必須得到相應(yīng)的提升。雒建斌課題組將摩擦學(xué)與電子制造相結(jié)合，從2000年開始，瞄準(zhǔn)這一方向，集中力量研究硬盤制造中的表面改性、加工和測(cè)量問題。他 們?cè)谛⌒〉拇蓬^上奮戰(zhàn)數(shù)年，一個(gè)納米一個(gè)納米地向前邁進(jìn)，常常是“山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”。
　　
　　在計(jì)算機(jī)硬盤制造領(lǐng)域，飛行高度每降低一個(gè)納米，都要面臨一系列巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。以磁頭表面拋光為例，磁頭讀寫區(qū)由鐵磁材料、導(dǎo)線（金）、基 體（氧化鋁）等軟硬不同的材料組成，需要均勻去除；其次，鐵磁材料極易腐蝕，它要求加工液的陰離子濃度在 10-9以下；再者，磁頭越接近磁盤表面，就越容易與其產(chǎn)生摩擦，這就要求磁盤表面必須更加光滑 （粗糙度在0.1nm以下）。另外，隨著磁頭飛行高度的降低，如何保護(hù)磁頭表面，使其不產(chǎn)生磨損也是一個(gè)難題。
　　
　　雒建斌帶領(lǐng)的課題組圍繞這些問題，與計(jì)算機(jī)磁頭、磁盤生產(chǎn)公司合作，開展了多年研究，取得了一系列技術(shù)突破，使磁頭的表面粗糙度從當(dāng)初的 0.483nm降低到了 0.114nm，磁盤的表面粗糙度達(dá)到了0.1nm以下；磁頭表面保護(hù)膜的抗?jié)裥?、結(jié)合力明顯增強(qiáng)，并在2萬次起停實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的抗污染能力和抗磨損 能力，從而對(duì)硬盤存儲(chǔ)密度的提升起到了促進(jìn)作用。
　　　　
　　天道酬勤　意外的收獲
　　
　　在研究過程中，課題組創(chuàng)造性地提出將納米金剛石顆粒引入磁頭表面拋光液中，利用含有超細(xì)金剛石顆粒的拋光液與磁頭的氧化鋁表面相互作用，從而 使磁頭表面粗糙度得以大幅降低。讓他們更高興的是，納米金剛石拋光液的運(yùn)用還能去除磁頭表面在拋光過程產(chǎn)生的劃痕和黑點(diǎn)，為磁頭讀寫能力的提升作出了貢 獻(xiàn)。
　　
　　另外，課題組的孟永鋼教授等在磁頭飛行高度的測(cè)量方法上做出了創(chuàng)新，建立了磁頭飛行高度測(cè)量?jī)x，使分辨率提升到 0.1nm，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
　　
　　在磁頭拋光液取得重大突破之后，課題組把他們的研究范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，取得了更加豐碩的成果：如集成電路領(lǐng)域的硅晶片拋光，其拋光速率、硅晶片 表面粗糙度、拋光液循環(huán)使用壽命等關(guān)鍵指標(biāo)均超過國(guó)外同類先進(jìn)拋光液，達(dá)到了取代國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的技術(shù)水平；半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)光二極管（LED）藍(lán)寶石基片拋 光中，成功解決了藍(lán)寶石拋光過程中拋光速率低、表面劃痕多以及表面粗糙度大等問題。雒建斌表示，當(dāng)初并沒有想到會(huì)有這些收獲。
　　
　　靈活高效的組織模式
　　
　　通常情況下，高校研究團(tuán)隊(duì)對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)往往慢于企業(yè)。尤其是在日新月異的IT行業(yè)，高校團(tuán)隊(duì)的研究速度相對(duì)較慢。因此在進(jìn)行諸如超精表面拋光、改性和測(cè)試技術(shù)這種應(yīng)用技術(shù)的研究方面，存在著一些困難。
　　
　　為了解決這一問題，我校摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與深圳研究院合作，專門建立了一個(gè)與企業(yè)密切合作的實(shí)驗(yàn)室，作為直接面向市場(chǎng)的“分部”，從而實(shí) 現(xiàn)了以學(xué)校為依托，與市場(chǎng)緊密聯(lián)系，從基礎(chǔ)理論研究到技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用的“無縫對(duì)接”。在清華“本部”，主要進(jìn)行前瞻性、理論性和嘗試性的基礎(chǔ)研究，尋求技 術(shù)突破的可能性；在深圳“分部”，則面對(duì)瞬息萬變的市場(chǎng)行情，進(jìn)行快速反應(yīng)的應(yīng)用研究，并追求技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定性。這樣，兩地職能分開，但又可以相互支持， 有效合作。當(dāng)團(tuán)隊(duì)在北京找到了突破關(guān)鍵技術(shù)的可能性時(shí)，深圳方面就能集中力量，迅速實(shí)現(xiàn)突破并付諸實(shí)踐和應(yīng)用，有效解決了科研成果不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品 的問題。
　　
　　多學(xué)科交叉的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成
　　
　　除了上述卓有成效的分工合作模式，擁有一支富有學(xué)科多樣性、充滿活力的團(tuán)隊(duì)，也是他們?cè)诳蒲械缆飞汐@得成功的重要因素。
　　
　　超精表面拋光、改性和測(cè)試技術(shù)項(xiàng)目組最初是由雒建斌、路新春、溫詩(shī)鑄等發(fā)起的，加上部分學(xué)生參與。隨著項(xiàng)目的發(fā)展，又陸續(xù)補(bǔ)充了不少“新鮮血 液”。然而，面向納米制造這一特殊的研究領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)迫切需要具有材料、化學(xué)、物理和機(jī)械等不同知識(shí)背景的研究人員。項(xiàng)目啟動(dòng)之初，如何解決好團(tuán)隊(duì)中專業(yè)人 員的合理配置問題，成了困擾他們多時(shí)的難題。此時(shí)，深圳研究院體制相對(duì)靈活的優(yōu)勢(shì)顯露了出來。課題組在那里通過合同制的方式，招募到多種學(xué)科背景的科研人 員，從而形成了包括力學(xué)、化學(xué)、材料、機(jī)械等學(xué)科專業(yè)人才的綜合研究團(tuán)隊(duì)，大大緩解了專業(yè)配置的瓶頸問題。近年來，他們?cè)谇迦A “本部”也逐漸采用了這種方式，從而進(jìn)一步優(yōu)化了團(tuán)隊(duì)內(nèi)部人員的組成結(jié)構(gòu)，有力推動(dòng)了項(xiàng)目的進(jìn)行。
　　
　　雒建斌欣慰地介紹說，經(jīng)過多年探索、磨合和發(fā)展，他們的摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)家工程類 34個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估中，名列第一。
　　　　
　　專注突破　進(jìn)入國(guó)際大循環(huán)
　　
　　超精表面制造屬尖端技術(shù)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。雒建斌坦言：“做到目前這個(gè)程度，雖然暫時(shí)與國(guó)際先進(jìn)水平保持同步，但如果稍有松懈，很可能過兩 年就落后了。這項(xiàng)研究難度大、變化快，做起來很累。”目前，在單晶硅拋光液領(lǐng)域，我校的研究成果已經(jīng)與世界領(lǐng)先的杜邦公司同步。課題組研制的拋光液能循環(huán) 使用60多個(gè)小時(shí)，甚至優(yōu)于杜邦公司 50小時(shí)的水平。國(guó)內(nèi)幾家公司經(jīng)過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用了我校的這一成果。“在這個(gè)領(lǐng)域，人們最多只用全世界最好的前兩家產(chǎn)品，不會(huì)選擇第三家。我們并不想取代 誰，但一定要進(jìn)入這個(gè)國(guó)際大循環(huán)。”
　　
　　當(dāng)被問及如何取得今日的成果時(shí)，雒建斌特別強(qiáng)調(diào)了一個(gè)詞———專注。以他本人為例，從1991年起，他已做了近20年的潤(rùn)滑和拋光研究，一直緊緊圍繞這一方向，將理論、技術(shù)和應(yīng)用相結(jié)合。能取得今天的成績(jī)，絕非偶然。
　　
　　提及今后的計(jì)劃，雒建斌表示，課題組還將繼續(xù)集中突破，把各個(gè)具體環(huán)節(jié)做好、做精，在國(guó)際大循環(huán)中牢牢占據(jù)一席之地。“如果當(dāng)人家走到這一環(huán)節(jié)的時(shí)候，要用到我們清華的東西———無論是理論、技術(shù)或產(chǎn)品，那我們就成功了。”
　　　　
　　摸著石頭過河　路越走越寬
　　
　　雖然如今在磁頭、磁盤和單晶硅晶圓的拋光、改性等方面取得了較大進(jìn)展，但雒建斌坦言，剛開始時(shí)，他們自己也不能確定這個(gè)項(xiàng)目到底能有多大的前 景，只是抱著試一試的態(tài)度，摸著石頭過河。與此同時(shí)，項(xiàng)目啟動(dòng)初期資金缺乏、研究人員知識(shí)背景有限所造成的結(jié)構(gòu)缺陷也給研究工作的開展帶來了一定困難。另 外，團(tuán)隊(duì)成員潘國(guó)順副教授需要大部分時(shí)間在深圳辛勤工作，遠(yuǎn)離學(xué)校和家庭，生活上有諸多不便。面對(duì)多重壓力，在溫詩(shī)鑄院士的大力支持下，團(tuán)隊(duì)沒有動(dòng)搖，看 準(zhǔn)了這條路后，堅(jiān)定、踏實(shí)地一直走了下來。就這樣，雒建斌和他的團(tuán)隊(duì)篳路藍(lán)縷，從摸著石頭過河開始，終于走上了一條“康莊大道”：種種技術(shù)難關(guān)得以攻克， 研究項(xiàng)目得到業(yè)內(nèi)人士的理解和認(rèn)可；“973計(jì)劃”、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重大專項(xiàng)等的支持，也使科研經(jīng)費(fèi)有了較為充足的保障；團(tuán)隊(duì)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，團(tuán)隊(duì) 組成結(jié)構(gòu)日益完善。該團(tuán)隊(duì)在溫詩(shī)鑄院士為首獲得的國(guó)家技術(shù)發(fā)明三等獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)的基礎(chǔ)上，2008年又獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
　　
　　在這一過程中，團(tuán)隊(duì)的每個(gè)成員都付出了艱苦努力，作出了很多犧牲。有時(shí)候，為了在限定時(shí)間內(nèi)趕制出一個(gè)樣品，他們不得不通宵達(dá)旦連續(xù)加班；有 時(shí)出于研究需要，有些老師必須常年呆在深圳的實(shí)驗(yàn)室工作，一年難得回幾次家……撫今追昔，雒建斌深有感觸地說：“成績(jī)的取得是多年來團(tuán)隊(duì)成員共同努力的結(jié) 果，一切水到渠成。”