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上個(gè)世紀(jì)80年代，美國(guó)人研發(fā)了KTP晶體。這是一種新型高效非線性光學(xué)材料,具有優(yōu)異的性能,可廣泛應(yīng)用于民用、軍工等領(lǐng)域。美國(guó)政府把KTP晶體作為高度保密的高科技產(chǎn)品，嚴(yán)格限制對(duì)非盟國(guó)出口。這種非常昂貴的“戰(zhàn)略物資”，即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。時(shí)價(jià)折合一萬多元人民幣一克，人家還不賣給我們，因?yàn)槲覀兪潜?ldquo;禁運(yùn)”國(guó)家。

　　以蔣民華院士為代表的山東大學(xué)晶體材料研究所科研團(tuán)隊(duì)，“長(zhǎng)”出為中國(guó)人爭(zhēng)氣的KTP晶體，打破了技術(shù)壟斷，并出口美國(guó)、日本等。

　　此后，一系列“中國(guó)晶”蓬勃生長(zhǎng)，其中之一的KBBF族晶體，為中國(guó)獨(dú)有。國(guó)外搞了多年，就是“長(zhǎng)”不成。這回是他們想出高價(jià)購(gòu)買，對(duì)不起，此乃“非賣品”也! 2009年2月，國(guó)際著名的“Nature”雜志以“China’s crystal cache”為題，采訪了KBBF的主要發(fā)明者，中科院理化所陳創(chuàng)天院士。文中提到西方發(fā)達(dá)國(guó)家許多單位和個(gè)人想使用該晶體卻買不到的困境。

　　10月17日，記者來到濟(jì)南，采訪了山東大學(xué)晶體材料研究所所長(zhǎng)、晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陶緒堂教授。

　　■ 萬元難買一克晶

　　剛剛送走參加“山東大學(xué)百年校慶”的嘉賓，陶緒堂教授就馬不停蹄地接受了記者的采訪。他說，如果我的恩師蔣民華院士能夠接受您的采訪就好了。非常沉痛的是，5月6日，蔣老師永遠(yuǎn)離開了我們……他為中國(guó)晶體材料事業(yè)做出的杰出貢獻(xiàn)，將永留史冊(cè)。1956年，蔣老師從山東大學(xué)畢業(yè)以后，到廈門大學(xué)盧嘉錫院士那里進(jìn)修學(xué)習(xí)一段時(shí)間，回來就做大晶體。我們所的歷史與中國(guó)大晶體研究是同步的。幾十年來，幾代人堅(jiān)持不懈地做下來。上個(gè)世紀(jì)60年代，我國(guó)潛艇上的一些聲吶探測(cè)器件，用的就是我們的酒石酸鉀鈉晶體。1964年，山東大學(xué)獲得的第一個(gè)國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)就是磷酸二氫銨大晶體。

　　我們的談話，自然說到曾經(jīng)被“卡脖子”的過去。

　　KTP晶體，是美國(guó)杜邦公司首先做出來的。它是一種新型高效非線性光學(xué)材料，具有非常優(yōu)異的性能，能夠廣泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、激光加工、通訊、光盤等領(lǐng)域。美國(guó)政府把KTP晶體作為高度保密的高技術(shù)產(chǎn)品，是“戰(zhàn)略物資”，進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理，即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。嚴(yán)格限制對(duì)非盟國(guó)出口，對(duì)社會(huì)主義國(guó)家實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)。

　　那個(gè)時(shí)候，這個(gè)晶體價(jià)錢非常貴。上個(gè)世紀(jì)80年代，一克要一萬多元人民幣，比金子貴好多倍! 做一個(gè)器件，最少也要幾十克。而且，這么貴你也買不到。人家就是要卡我們的脖子。

　　材料科學(xué)太重要了。老一輩科學(xué)家講，一代材料、一代器件、一代產(chǎn)品。材料是基礎(chǔ)?；A(chǔ)不行，別的就很難搞。蔣老師一直強(qiáng)調(diào)，搞材料，一是要問有沒有什么功能；二是有什么用途。就是要有責(zé)任感、有志氣，為國(guó)家需要服務(wù)、為民族自強(qiáng)爭(zhēng)光。

　　美國(guó)人的方法是用高溫高壓來生長(zhǎng)KTP晶體。蔣先生說我們不能按他們的方法來做。那樣做出來了，也算人家的技術(shù)。我們就采用一種新的方法來生長(zhǎng)這個(gè)晶體。我們用“助熔劑”的方法來長(zhǎng)。1984年下半年，我們用自己的技術(shù)生長(zhǎng)出了KTP晶體。

　　原來，他們只能長(zhǎng)出指甲蓋大小，晶體只是部分透明。我們長(zhǎng)出的晶體有幾百克重!整個(gè)全是透明的。

　　1986年，蔣老師把KTP晶體帶到廣交會(huì)上，開了中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)品向西方工業(yè)國(guó)家出口的先河。以前，是美國(guó)人“卡”我們，打破了他們的技術(shù)壟斷之后，反過來，是我們的晶體出口到美國(guó)、日本等國(guó)家。

　　還有一個(gè)有趣的故事，1987年，美國(guó)賣給我國(guó)一臺(tái)激光器，附加條件是其中的KTP技術(shù)不能賣給中國(guó)。當(dāng)時(shí)正在美國(guó)的中國(guó)科學(xué)院晶體專家陳創(chuàng)天笑著對(duì)美國(guó)人說，現(xiàn)在我們長(zhǎng)出的KTP比你們的好多了!美國(guó)人只好笑著說，這是美國(guó)國(guó)務(wù)院的官僚主義!

■ 揚(yáng)眉吐氣“中國(guó)晶”

　　2004年，美國(guó)一家激光專業(yè)雜志載文說，第四代光存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)要等中國(guó)的晶體。 這個(gè)預(yù)言并非空穴來風(fēng)，而是基于一個(gè)現(xiàn)實(shí)——在人工晶體研究方面，中國(guó)走在世界前列。

　　繼KTP晶體打破西方壟斷之后，一個(gè)又一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“中國(guó)晶”在中國(guó)蓬勃生長(zhǎng)，比如BBO晶體、LBO晶體、KBBF族晶體等。其中，KBBF族非線性光學(xué)晶體是到目前為止中國(guó)獨(dú)有的。

　　陶教授介紹說，這個(gè)讓中國(guó)人揚(yáng)眉吐氣的“中國(guó)晶”，是我國(guó)科研合作的一個(gè)典范，是國(guó)內(nèi)幾家科研單位通力合作的結(jié)果。

　　KBBF晶體是我們中國(guó)人發(fā)現(xiàn)的。1990年，中國(guó)科學(xué)院陳創(chuàng)天院士課題組，依據(jù)他們獨(dú)創(chuàng)的理論,發(fā)現(xiàn)了KBBF。這是個(gè)非常好的晶體，是唯一可以用于200納米以下真空紫外的晶體。但是，KBBF具有類似云母的層狀特性,成核很難,長(zhǎng)大就更難。不能下種子，只能自發(fā)成核生長(zhǎng)。下種子它就生長(zhǎng)不出來，這是很特殊的晶體。這個(gè)晶體一直長(zhǎng)不厚。為什么國(guó)外到目前還長(zhǎng)不出來？就是這個(gè)道理。

　　原來，陳老師他們的KBBF也只能長(zhǎng)到0.8毫米厚，無法評(píng)價(jià)其性能。由于我們重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在助熔劑生長(zhǎng)KTP等晶體方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，陳老師就找到蔣老師，商量合作開展KBBF晶體攻關(guān)。結(jié)果，我們只用一年多的時(shí)間，就讓它長(zhǎng)到了2.8個(gè)毫米。有了這個(gè)2.8毫米的厚度，中科院物理所許祖彥院士課題組就可以測(cè)試晶體的性能了。測(cè)試結(jié)果又反饋到生長(zhǎng)研究組，反復(fù)改進(jìn)工藝后，得到了比較理想的晶體。這一協(xié)作鏈條中，缺一不可。

　　大家非常高興，通過我們?nèi)铱蒲袉挝坏耐献鳎惯@個(gè)東西成為又一個(gè)“中國(guó)晶”。而且，是我們中國(guó)獨(dú)有的!

　　以前，我們的“中國(guó)牌”晶體搞出來，外國(guó)人也很快跟著做出來。到目前，這個(gè)KBBF晶體他們還沒做出來。包括美國(guó)、日本、歐洲的許多研究人員都想買這個(gè)晶體，因?yàn)橛辛诉@個(gè)晶體，就可以做很多獨(dú)一無二的東西。近年，國(guó)家撥出?？?，在中科院的多個(gè)研究所，用這個(gè)晶體產(chǎn)生的深紫外光源，建設(shè)了8臺(tái)套獨(dú)步世界的先進(jìn)設(shè)備，包括深紫外激光拉曼光譜儀、深紫外激光發(fā)射電子顯微鏡等獨(dú)有的科研利器，居深紫外領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先地位。

　　我們對(duì)KBBF晶體的貢獻(xiàn)，是通過我們的晶體生長(zhǎng)技術(shù)，讓KBBF晶體從0.8毫米，長(zhǎng)到了2.8毫米的厚度。作為光學(xué)晶體，達(dá)到一定厚度才能加工。我們蔣老師說過：“晶體長(zhǎng)大方成材。”就是說，塊狀晶體必須要長(zhǎng)到一定尺寸才能派上用場(chǎng)。

　　國(guó)際上對(duì)KBBF很看好，認(rèn)為它是第四代光存儲(chǔ)優(yōu)選材料，可能成為新一代光刻系統(tǒng)中準(zhǔn)直部分的優(yōu)選光源。

　　KBBF族非線性光學(xué)晶體是我們中國(guó)整個(gè)晶體界的一個(gè)驕傲。應(yīng)該也是我們民族的驕傲!這是那些老先生畢生努力的結(jié)果，也是我國(guó)科研合作的一個(gè)典范。不同單位、不同的研究方向，為了一個(gè)目標(biāo)，大家通力合作。我們現(xiàn)在還在合作。這正是我們獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

　　上世紀(jì)８０年代，美國(guó)國(guó)家基金會(huì)、能源部等曾聯(lián)合召開非線性光學(xué)晶體研討會(huì)，主題是“為什么十多年來優(yōu)秀的非線性光學(xué)晶體都是中國(guó)人和歐洲人發(fā)明的”。他們得出結(jié)論，一是中國(guó)人在此領(lǐng)域有長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的堅(jiān)持，另一個(gè)原因就是團(tuán)結(jié)協(xié)作。