8月14日,2013年度國際晶體生長協(xié)會最高獎之一Laudise獎在波蘭華沙正式頒發(fā),中國科學(xué)院院士、中科院理化所研究員陳創(chuàng)天獲獎。這是中國科學(xué)家獲得的首個國際晶體生長協(xié)會最高獎。
國際晶體生長協(xié)會每3年評獎一次,最高獎有Frank獎和Laudise獎兩類,其中,F(xiàn)rank獎獎勵理論貢獻(xiàn)者,Laudise獎獎勵實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用貢獻(xiàn)者。陳創(chuàng)天此次榮膺Laudise獎是因其在新型非線性光學(xué)晶體發(fā)現(xiàn)方面,尤其是對BBO、LBO和KBBF晶體發(fā)現(xiàn)和發(fā)展方面的貢獻(xiàn)。記者了解到,此次會議頒發(fā)的Frank獎由日本科學(xué)家獲得。
在接受《中國科學(xué)報》記者專訪時,陳創(chuàng)天百感交集。他認(rèn)為,自己能夠獲獎,與國家聲望不斷提升有關(guān),“2010年,國際晶體生長會議首次在中國召開就是證明”。其次,他要感謝國家對這一領(lǐng)域超過三十年的長期支持,保證了人工晶體生長研究的連續(xù)性;另外,他之所以能夠不斷研制出新的晶體,是因?yàn)橹锌圃豪砘妥约旱难芯繄F(tuán)隊(duì)一直保持著良好的學(xué)風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng),“要做別人做不到的事情,關(guān)鍵是要有好的學(xué)風(fēng)。不要只會寫論文,而要善于研制對國家、對國際科學(xué)界有用的東西”。
據(jù)悉,這次在華沙舉行的國際會議于8月11日開幕,16日結(jié)束。會議舉辦之前,有4位在晶體生長領(lǐng)域卓有聲望的科學(xué)家向協(xié)會推薦了陳創(chuàng)天。
“中國牌晶體”這樣走向世界——記晶體材料專家陳創(chuàng)天院士的晶體研究之路
陳創(chuàng)天 材料科學(xué)專家,現(xiàn)任中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員,博士生導(dǎo)師,北京人工晶體研究發(fā)展中心主任,國家“973計劃”項(xiàng)目(2006~2010年)“光電功能晶體結(jié)構(gòu)性能、分子設(shè)計、微結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備過程的研究”課題負(fù)責(zé)人,“深紫外全固態(tài)激光源前沿裝備自主研制工程”重大專項(xiàng)首席科學(xué)家(2006~2010年)。1990年當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。2003年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。
響應(yīng)祖國號召:到邊疆去
1937年2月18日,陳創(chuàng)天出生于奉化斗門頭的一個知識分子家庭。小時候他就非常喜歡自然科學(xué)。1956年,國家需要大量的科技人才,黨中央提出了向科學(xué)進(jìn)軍,陳創(chuàng)天以第一志愿考入了錄取分?jǐn)?shù)線全國最高的北京大學(xué)物理系。50年代的北京大學(xué)物理系集中了一大批揚(yáng)名海內(nèi)外的著名學(xué)者:王昆、王竹溪、胡寧、楊立民、郭得仁……嚴(yán)格的基礎(chǔ)教育、優(yōu)良的師資、濃厚的科學(xué)研究氛圍、民主的學(xué)風(fēng),使陳創(chuàng)天受到了國際一流的訓(xùn)練。
1962年陳創(chuàng)天大學(xué)畢業(yè),他的老師胡寧教授推薦他去剛組建的中科院華東物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所(現(xiàn)改名為福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所),盡管當(dāng)時相對于北京來說,福建是對臺前線、是偏遠(yuǎn)地區(qū),但陳創(chuàng)天一想,這也是為了響應(yīng)黨的號召支援邊疆呀!他服從組織安排去了福建,從此開始了他一生堅(jiān)持不懈的研究工作。逆境中堅(jiān)持不懈
當(dāng)時的福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所專門研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)(在原子、分子層次)和宏觀性能之間的相互關(guān)系,剛到所里,所長盧嘉錫教授就要求陳創(chuàng)天“為將來著想,從現(xiàn)在開始學(xué)習(xí)化學(xué)”?;谶@一建議,陳創(chuàng)天用了三年的時間全面系統(tǒng)地掌握了量子化學(xué)等理論知識,這使他不僅有了扎實(shí)的物理理論基礎(chǔ),又有了很好的化學(xué)理論基礎(chǔ)。這是他后來從事晶體材料研究的一個重要前提。隨后,陳創(chuàng)天選擇了非線性光學(xué)晶體材料結(jié)構(gòu)與性能相互關(guān)系研究、新型非線性光學(xué)晶體探索兩個重要方向,并從1967年開始進(jìn)行非線性光學(xué)晶體宏觀光學(xué)性能和微觀電子結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系的理論計算,到1968年初步形成了晶體非線性光學(xué)效應(yīng)的陰離子基團(tuán)理論框架。
1968年,正值文化大革命高潮時期,所有學(xué)術(shù)刊物都被??嬎愠鼋Y(jié)果后,既無人討論,也不能發(fā)表,工宣隊(duì)甚至告誡他“理論計算也被看成是修正主義,必須停止”。陳創(chuàng)天面臨著被重新安排工作的兩種選擇:要么下鄉(xiāng)參加勞動,要么去實(shí)驗(yàn)室“拉晶體”。
為了使研究工作不至于中斷,陳創(chuàng)天選擇了留在實(shí)驗(yàn)室。不過他得暫時放棄理論研究,轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)研究——也就是參與非線性光學(xué)晶體生長工作和性能測試的工作,這項(xiàng)工作一直堅(jiān)持到70年代中期。
也正是如此的堅(jiān)持,在1978年3月,在鄧小平親自主持召開的全國科學(xué)大會上,陳創(chuàng)天被推選為先進(jìn)個人,并以福建省代表的身份上臺領(lǐng)獎。全國科學(xué)大會的召開,對我國科技發(fā)展有著里程碑式的意義,改革開放的春風(fēng)也給陳創(chuàng)天帶來了科學(xué)研究事業(yè)的春天。
“中國牌晶體”走向世界
1974年,在盧嘉錫院士的帶領(lǐng)下,物構(gòu)所冒著風(fēng)險在福州召開了全國晶體生長學(xué)術(shù)會議。在會上,參會者們提出這么一個思想:“現(xiàn)在世界上所有的非線性光學(xué)晶體材料都是國外發(fā)現(xiàn)的,我們總是跟著國外走,這樣是不行的,我們一定要有自己晶體。一定要有自己的創(chuàng)新。但當(dāng)時所有晶體材料都是像貝爾實(shí)驗(yàn)室那樣的國際頂尖的科研單位搞出來的,我們行嗎?”大家都有些信心不足。當(dāng)時盧嘉錫教授說了一句話“我不下地獄,誰下地獄”。會后,物構(gòu)所上下一心,決心要做就做自己的晶體材料。
1977年陳創(chuàng)天正式被盧嘉錫所長任命為非線性光學(xué)材料探索組組長,開始了系統(tǒng)的探索。1979年他們發(fā)現(xiàn)低溫相偏硼酸鋇,也就是β—BaB2O4(簡稱BBO),可能是一個新的非線性光學(xué)晶體。在此基礎(chǔ)上,又經(jīng)過3年的努力,終于確定BBO晶體是一個很有應(yīng)用前景的紫外非線性光學(xué)晶體。
1986年5月,在舊金山召開的激光電光會議上,陳創(chuàng)天代表中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所和斯坦福大學(xué)應(yīng)用物理系作了有關(guān)BBO晶體非線性光學(xué)性能的報告,引起了轟動,一百多人參加的會議,卻有四五十人來詢問情況。這次會議后,BBO晶體正式被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可為一個優(yōu)秀的非線性光學(xué)晶體。兩年后陳創(chuàng)天又報告發(fā)現(xiàn)了LBO(LiB3O5)晶體。由于BBO、LBO晶體是首先由中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的,而且性能優(yōu)異,具有很好的應(yīng)用前景,因此國際上被譽(yù)為“中國牌晶體”。1986年BBO晶體獲中科院科技進(jìn)步特等獎,LBO晶體獲1990年中科院發(fā)明一等獎,1991年國家發(fā)明一等獎。BBO、LBO晶體還分別于1987、1989年獲美國光電子產(chǎn)業(yè)界頒發(fā)的十大光電子產(chǎn)品獎。陳創(chuàng)天也先后獲得1987年第三世界科學(xué)院化學(xué)獎和1990年Laser Focus World《激光集錦》雜志頒發(fā)的工業(yè)技術(shù)成就獎。目前,這兩種晶體作為激光頻率轉(zhuǎn)換晶體材料已經(jīng)在激光高科技產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,是目前具有工業(yè)應(yīng)用價值的三個非線性光學(xué)晶體中的兩個。
90年代后,陳創(chuàng)天開始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。BBO發(fā)表于1984年,但1985年我國才有了專利法。LBO是有專利的,也是我國第一個有自主知識產(chǎn)權(quán)的非線性光學(xué)晶體。福建的中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所做起了國內(nèi)第一家晶體公司。
為了改善全國晶體材料研究布局,1999年北京人工晶體研究與發(fā)展中心成立,隸屬中科院理化技術(shù)研究所。陳創(chuàng)天擔(dān)任北京人工晶體研究發(fā)展中心主任。
領(lǐng)先國際 震撼世界
在BBO、LBO晶體產(chǎn)業(yè)化后,陳創(chuàng)天和他的研究團(tuán)隊(duì)并沒有停止研究的步伐,他們針對這兩種晶體不能實(shí)現(xiàn)深紫外(指波長短于200nm)倍頻光輸出的缺點(diǎn),運(yùn)用分子工程學(xué)方法,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了KBe2BO3F2(KBBF)晶體。此晶體的發(fā)現(xiàn)彌補(bǔ)了BBO和LBO兩種晶體不能實(shí)現(xiàn)深紫外倍頻光輸出的缺點(diǎn),從而使得非線性光學(xué)晶體推向了深紫外波段。然而,KBBF晶體具有嚴(yán)重的層狀習(xí)性,晶體在Z方向不易長厚。從2001年開始,陳創(chuàng)天研究組和山東大學(xué)晶體所蔣民華院士研究組合作,在KBBF單晶生長技術(shù)上獲得突破,隨后陳創(chuàng)天研究組進(jìn)一步同中科院物理所許祖彥院士研究組合作,首次提出KBBF棱鏡耦合技術(shù),并制作成功光接觸KBBF-CaF2棱鏡耦合倍頻器件,從而克服了KBBF晶體沿Z方向不易長厚的缺點(diǎn)。此項(xiàng)專利技術(shù)已獲得中、美、日三國專利權(quán)。
在此基礎(chǔ)上,陳創(chuàng)天帶領(lǐng)研究組又與東京大學(xué)物性所Watanabe 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組合作,在國際上首次實(shí)現(xiàn)了Nd:YVO4激光的六倍頻諧波光輸出,初步滿足了科學(xué)家為建造一臺超高分辨率光電子能譜儀所需要的激光光源。
隨后,他們進(jìn)一步利用日方的光電子發(fā)射接收技術(shù)和瑞典Scienta公司半球光電子能譜分析儀,成功地建造了分辨率達(dá)到國際最高的能譜儀。
2006年底,中國科學(xué)院物理研究所和理化所合作,使用KBBF棱鏡耦合器件,進(jìn)一步研制成功超高分辨角分辨光電子能譜儀,能同時高精度的測量電子在固體中的能量和動量,這進(jìn)一步增強(qiáng)了激光超高分辨率光電子能譜儀對研究高溫超導(dǎo)體和其他固體中電子奇異特性的功能。這一重大科研成果引起了世界同行的高度關(guān)注。美國幾家重要研究實(shí)驗(yàn)室和大學(xué),例如IBM公司、斯坦福大學(xué),布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)等都已向中科院來函,要求提供KBBF棱鏡耦合器件。
最近,陳創(chuàng)天院士與東京大學(xué)物性所繼續(xù)合作,使用直接倍頻方法,獲得了狹帶寬穩(wěn)定的W級193nm平均功率輸出。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的取得,將對未來激光能譜儀的發(fā)展、光刻技術(shù)、激光精密加工、生物基因工程的發(fā)展起到非常重要的作用,是我國在無機(jī)非線性光學(xué)晶體領(lǐng)域繼續(xù)保持國際領(lǐng)先水平的重要保證。人物資料:
陳創(chuàng)天
陳創(chuàng)天,材料科學(xué)專家。1937年2月18日生于浙江奉化斗門頭一個知識分子家庭。1962年畢業(yè)于北京大學(xué)物理系。1998年始,擔(dān)任中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員、北京人工晶體研究發(fā)展中心主任。1990年當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士。2003年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。陳創(chuàng)天主要從事新型非線性光學(xué)晶體的研究和發(fā)展,1976年提出晶體非線性光學(xué)效應(yīng)的陰離子基團(tuán)理論。合作發(fā)現(xiàn)了β-BaB2O4(BBO)、LiB3O5(LBO)、KBe2BO3F2(KBBF)和K2Al2B2O7(KABO)等非線性光學(xué)晶體。與他人合作,在國際上首次實(shí)現(xiàn)Nd:YVO4激光6倍頻諧波光和Ti:Sapphire激光5倍頻諧波光輸出。
陳創(chuàng)天院士的主要研究領(lǐng)域是光電功能晶體材料。光電功能晶體是光電子技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。利用光電功能晶體能對光波進(jìn)行頻率、偏振、幅度等調(diào)控,被稱為“光學(xué)半導(dǎo)體”。這類晶體在信息、激光高技術(shù)、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域有重大應(yīng)用價值。陳創(chuàng)天院士在光電功能晶體材料研究領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容包括:1. 晶體材料結(jié)構(gòu)與性能研究;2. 功能晶體材料的分子設(shè)計;3. 新型非線性光學(xué)和電-光材料探索與生長;4. 晶體光學(xué)性能測試與器件設(shè)計研究;5.非線性光學(xué)晶體的應(yīng)用。
科研項(xiàng)目
1. 國家“973”計劃項(xiàng)目(2006-2010)“光電功能晶體結(jié)構(gòu)性能、分子設(shè)計、微結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備過程的研究”,課題負(fù)責(zé)人。
2.“深紫外全固激光源前沿裝備自主研制工程”重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2006-2009),首席科學(xué)家。
所獲榮譽(yù)
BBO晶體獲1986年度中科院科技進(jìn)步特等獎,LBO晶體獲1990年度中科院發(fā)明一等獎,1991年度國家發(fā)明一等獎。BBO、LBO晶體還分別于1987、1989年獲美國光電子產(chǎn)業(yè)界頒發(fā)的十大光電子產(chǎn)品獎。1989年獲得首屆陳嘉庚物質(zhì)科學(xué)獎。陳創(chuàng)天院士本人也先后獲得1987年度第三世界科學(xué)院化學(xué)獎,1990年激光集錦(Laser Focus World)雜志頒發(fā)的工業(yè)技術(shù)成就獎。
Ti:Sapphire激光的4倍頻、5倍頻輸出和Nd:YVO4激光的6倍頻輸出的成功應(yīng)用,使得他和合作者一起獲得2007年度求是基金會頒發(fā)的求是杰出科技成就集體獎。
2013年8月14日,陳創(chuàng)天院士獲得國際晶體生長協(xié)會最高獎之一——Laudise獎。這是中國科學(xué)家獲得的首個國際晶體生長協(xié)會最高獎。
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