金刚石，即钻石的原石，是一种天然矿物，具有很高的工业和科学价值。我校物理工程学院的“拓新者”团队将金刚石运用于日盲紫外探测领域，并取得了突出成就，使金刚石在日盲紫外探测领域散发出璀璨的光芒。
　　2018年 8月 19日至 22日，第十三届中国研究生电子设计大赛全国总决赛在南京举办，比赛共吸引了来自全国8大赛区的361支队伍、1400多名队员参加。其中，由我校物理工程学院2016级硕士研究生张锦榜、陈彦成，2016级博士研究生林超男，2017级硕士研究生郭倩、魏伟组成的“拓新者”团队，凭借作品“日盲紫外探测预警装置”荣获全国特等奖，取得了我校在该项赛事中的历史最好成绩。
　　日盲紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的光电探测技术。电磁波谱中波长范围在 10nm—400nm的辐射被称为紫外线。由于臭氧层的吸收，波长短于280nm的紫外线在地平面附近几乎衰减为零，犹如一间天然的“暗室”，因此该波段被称为“日盲区”。而地表上火箭发射、炸药爆炸、火灾和高压输电线漏电等情况都会产生日盲紫外光，这些光现象并非肉眼可见，需要利用灵敏的探测器来“捕捉”。
　　目前普遍使用的光电倍增管型紫外探测器和硅基紫外探测器都有很大缺陷，探测效率低且耗能大，因此高性能、低成本的日盲紫外探测器的制备一直备受关注。
　　项目确立之前，我校物理工程学院通过MPCVD（微波等离子体化学气相沉积）技术制备出了高结晶质量、高光学质量的单晶金刚石，为日盲紫外探测预警装置的创新研发提供了性能优良的原料。因此，张锦榜与林超男、陈彦成等5位同学怀着对科研的梦想和热情，组建了一支名为“拓新者”的科创团队，共同研制新型日盲紫外探测预警装置。
　　新型日盲紫外探测预警装置的核心元件是光电探测器。当光照射到设备时，高性能的金刚石光电探测器会将光转换为电流，如果仪表检测到电流剧烈增加，就说明检测到了波长短于280nm的紫外线。电信号会通过数据采集模块发送给单片机，单片机再将处理过的信号发送给串口屏和语音报警模块，从而实现日盲紫外监测情况的及时显示以及语音报警功能。该探测器具有高灵敏度、高热稳定性、响应速度快等特性。凭借着这项科创成果，“拓新者”团队在第十三届中国研究生电子设计大赛中，从学校一等奖走向了全国特等奖的领奖台。
　　在一路“过关斩将”的比拼中，“拓新者”团队并非一帆风顺。2018年7月，在我校承办的第十三届中国研究生电子设计大赛华中分赛区的比赛中，虽然日盲紫外探测预警装置表现优异，取得了华中分赛区第一名的好成绩，但团队成员还是发现了一个棘手的问题：装置中用金刚石作为核心器件的光电探测器的性能并没有达到理想状态，当探测到日盲紫外线时，光电探测器的响应值不够大，响应速度也不够快。这个问题让队员们非常担心能否在接下来的全国比赛中取得好成绩。
　　于是，负责光电探测器制作的林超男和陈彦成开始尝试各种方法重新制作光电探测器。“这是一个特别繁琐的过程。”林超男说。每次从制作到测试大概需要两到三天的时间，样品制成后还要连夜测试性能，所以他们经常在实验室连续通宵三四天。在尝试了几十种方法后，他们终于在全国比赛开始前一周取得了突破性进展：利用激光直写技术在金刚石表面制备直插电极。这样制成的光电探测器，响应值从之前 0.2A/W 增长为 21.8A/W，响应速度由几毫秒缩短为0.26毫秒，光电探测器的性能得到了极大提升。
　　全国总决赛的赛程分为小组答辩和“TOP10”路演两个环节。凭借优良的装置性能和充足的赛前准备，“拓新者”团队以小组第一名的优异成绩顺利进入“TOP10”。“TOP10”路演与答辩不同，参赛团队要面对的不是评委，而是学生和投资者，所以演讲内容必须通俗易懂，要将枯燥复杂的专业知识变得既不失趣味，又保持严谨准确。经过慎重考虑，队长张锦榜与队友们最终决定把已经准备好的演讲稿和PPT全部推翻，在老师的指导下调整思路，重新设计。他们从人们熟悉的钻石讲到金刚石，然后引入日盲紫外线的概念，最后讲解到日盲紫外探测预警装置。由此便诞生了 《日盲紫外探测预警装置：钻石———从首饰到探测》这篇生动形象的演讲稿。
　　为了保证第二天的路演顺利进行，团队成员全力以赴，利用赛前仅剩的十几个小时重新准备演讲稿，从下午一直工作到凌晨2点。“整个团队有非常明确的分工，有人做图，有人改稿，大家齐心协力，争分夺秒。”张锦榜说，“每个人都深切体会到了团队的力量！”作为队长和演讲人，张锦榜几乎一夜未眠，直到将演讲稿和PPT全部熟记于心后才勉强休息了一会儿，天不亮便又爬起来继续准备。
　　经过全体队员的共同努力和张锦榜的全身心投入，路演取得了令人赞叹的优异成绩。演讲过程中，全场数次响起热烈的掌声。“你把一个科研工作者对科研事业的热情和激情全都表达出来了！”团队指导老师、物理工程学院郭娟副教授对走下舞台的张锦榜说。随着大屏幕上实时投票数的上涨，“拓新者”团队最终以“TOP10”路演第二名的成绩斩获全国特等奖。
　　值得一提的是，日盲紫外探测预警装置不仅技术过硬，还兼具精致的外表。在参加华中分赛区的比赛时，装置中所有的电子器件都镶嵌在一个木制箱子里。“如果作品的包装材质做得很粗糙，即使它的性能很好，也很难在国家级比赛中出彩。”张锦榜说。为了让作品在制作上更加精细，在参加全国比赛之前，队长张锦榜和队员重新对电子器件进行了集成，并设计打造了一个金属外壳，将装置开发成为一个相对成熟的产品。
　　关于日盲紫外探测预警技术的相关研究成果，“拓新者”团队已经在核心期刊上发表了4篇SCI收录论文，并且正在申请发明专利。尽管已经取得了令人瞩目的成绩，但张锦榜认为，在日盲紫外探测系统的设计上，以及日盲紫外探测器件的研发和生产工艺上仍有很大的提升空间。目前，“拓新者”团队正着手从优化性能和降低成本两个方面努力，让日盲紫外探测预警装置在军工、民生等实际应用中绽放出更加耀眼的光彩。