会员风采
【会员风采】会员单位 —— 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
日期：2026-02-25阅读：65
一、单位简介
材料科学与工程学院始建于1952年，是全国首批博士学位授权点、全国首批博士后流动站、全国首批“双一流”建设重点学科。首轮双一流建设获评“成效显著”，进入“培优学科”。学院现有材料结构精密焊接与连接全国重点实验室、空间环境与物质作用全国重点实验室、金属精密热加工国家级重点实验室、材料科学与工程国家级教学实验示范中心等8个国家级平台，为学生创新实践能力培养提供了国际一流平台。学院现有中国工程院院士4人、国家级各类高端人才51人。学院不断强化“厚基础、强实践、严过程、求创新”的人才培养特色，在国内率先实现“本-硕-博”贯通式培养，每年招收本科生300余名、硕士生300余名、博士生200余名。
材料科学与工程学院
二、研发团队
极端环境材料和器件技术创新中心整合了材料学、集成电路、物理及计算机等8个学科优势，组建了一支由10名正高、5名副高、5名博士后以及30余名工程师等构成的多学科交叉融合团队。面向极端服役环境对高可靠和长寿命材料/器件精准设计、高效研发、快速评估的迫切需求，团队主要开展半导体功能材料/器件工艺模型、物理模型及多物理场耦合算法开发，以及功能材料/器件设计、可靠性评价理论、地面试验验证方法等方面研究。自主开发的软件平台突破了大尺度电子结构计算、极端多物理场下材料结构动态演化等技术瓶颈，可实现真实工艺条件、应用场景和物理过程耦合的自动化、并行化高效仿真。近年来，在电子器件材料/工艺/性能协同优化、电子器件抗辐射加固工艺研究等方面都取得了多项成果，相关论文发表在Nature Electronics、IEEE TNS等国际权威杂志，先后承担了多项国家重大科研项目。基于上述研究方向，团队每年统招博士生20余名，硕士生50余名。
极端环境材料和器件技术创新中心团队成果
三、成果展示
●空间环境效应仿真分析软件平台（ERETCAD）
ERETCAD平台一体化集成了11款自研软件，包括航天器运行状态及环境模拟软件、空间原子氧与紫外效应软件、空间表面充放电效应软件、空间辐射环境效应软件4款CAE软件；以及材料设计与仿真分析软件、辐射诱导缺陷演化仿真软件、半导体缺陷性质仿真分析软件、器件工艺仿真软件、器件性能仿真软件、器件模型参数提取软件、器件辐射效应仿真软件7款EDA软件。具备整星、材料及器件空间环境效应一体化实时动态仿真能力，实现了第一性原理、分子动力学、蒙特卡洛及动力学蒙特卡洛等方法跨尺度耦合仿真，具备大尺度电子结构高效计算、辐射诱导缺陷演化动力学仿真、缺陷性质精确仿真以及器件性能退化仿真等功能，贯通了环境→材料→工艺→器件→航天器多层级仿真链条。
空间环境效应多层级一体化仿真
空间环境效应仿真分析软件平台（ERETCAD）
●氧化镓材料与器件辐射损伤评估
针对氧化镓材料与器件进行了γ射线、电子、质子及多种重离子辐射损伤评估。研究结果表明，氧化镓器件对γ射线辐照具有较好的抗辐射能力；电子辐射会显著引入深能级缺陷（如 E2、E1、H1），导致氧化镓器件电学性能显著退化，通过退火可修复部分缺陷；170 keV质子辐射可显著提升氧化镓SBD器件性能，表现为开启电压降低、电流密度提升、漏电流降低，氢钝化主导的缺陷演化是性能提升的关键物理机制；3MeV-10MeV质子辐射诱导产生的位移损伤逐渐降低；重离子辐射会显著增加氧化镓中的空位缺陷，特别是VO和VGa-VO，导致晶格畸变和光致发光强度下降，大多数缺陷表现出非辐射复合特性，从而抑制发光效率。
ERETCAD软件指导氧化镓SBD器件辐射损伤实验
●辐射诱导缺陷量化表征与精准识别
利用深能级瞬态谱（DLTS），实现了对氧化镓器件辐射诱导缺陷量化表征，包括缺陷能级、浓度及俘获截面等物理参量。结合基于ERETCAD构建的氧化镓材料缺陷数据库（约200余种缺陷类型），实现了辐射诱导缺陷结构与类型精准定义，揭示了不同粒子辐射损伤内在物理机制，对氧化镓器件抗辐射能力提升意义重大。
DLTS缺陷表征
缺陷数据库及缺陷定义
四、会员铜牌展示拍照
团队联系人：徐晓东
E-mail: xuxd@hit.edu.cn
