2004年，美國的一個(ge) 激光專(zhuan) 業(ye) 雜誌上說：“第四代光存儲(chu) 技術的實現要等中國的晶體(ti) 。”

　　這個(ge) 預言立足於(yu) 一個(ge) 現實――在人工晶體(ti) 研究方麵，中國走在世界前列。山東(dong) 大學晶體(ti) 所則一直是中國人工晶體(ti) 研究“軍(jun) 團”的中堅。

　　美麗(li) 晶體(ti) 種出來

　　1982年，山東(dong) 大學晶體(ti) 所所長蔣民華赴美學術交流。聽先期赴美的國內(nei) 同行講到，他在研究中使用了美國剛研究出的晶體(ti) ，性能很好。美國老板說，這種晶體(ti) 非常昂貴，是“戰略物資”，即使摔碎了，也要把碎片搜集起來上交。這個(ge) 晶體(ti) 就是KTP（磷酸氧鈦鉀）。

　　KTP晶體(ti) 是一種新型高效非線性光學材料，具有非常優(you) 異的性能，在激光醫療、激光加工、水下通訊、光盤和非線性光學等領域獲得了廣泛應用。美國政府把KTP晶體(ti) 作為(wei) 高度保密的高技術產(chan) 品，嚴(yan) 格限製對社會(hui) 主義(yi) 國家出口。

　　蔣民華決(jue) 心要攻下這個(ge) 難關(guan) 。

　　當時，在晶體(ti) 學界蔣民華已經揚名立萬(wan) 。

　　1956年，山東(dong) 大學派剛畢業(ye) 不久的蔣民華到我國晶體(ti) 研究先驅盧嘉錫教授那裏學習(xi) 。可以說，以盧嘉錫教授為(wei) 主導的廈門培訓班培養(yang) 了中國晶體(ti) 研究的“黃埔一期”。從(cong) 此，蔣民華便與(yu) 晶體(ti) 研究結下了不解之緣。

　　從(cong) 廈門歸來，耳邊仿佛還回響著前線槍炮的餘(yu) 音，當時我國海軍(jun) 初建，急需製備聲納的功能晶體(ti) 材料酒石酸鉀鈉（KNT）晶體(ti) 。盡管沒資料可查，也無前人經驗可借鑒，蔣民華與(yu) 同事們(men) 牛刀小試竟在短期內(nei) 生長了重達近十公斤的大晶體(ti) 。接著，他們(men) 又開始了另一種壓電晶體(ti) ADP的生長。經曆了無數次討論、試驗和失敗，終於(yu) 迎來了新晶體(ti) 生長的成功。經水下現場測試，ADP不僅(jin) 完全適應我國水域，而且各項性能指標多優(you) 於(yu) KNT。為(wei) 此，國家經委、計委、科委在1963年聯合授予ADP大晶體(ti) 國家工業(ye) 新產(chan) 品二等獎，這是當時山東(dong) 大學獲得的第一個(ge) 科技獎項。

　　從(cong) 美國回來後，蔣民華抽調骨幹組成了課題組。美國人用水熱法生長KTP，要求達到3000大氣壓和800℃的溫度，相關(guan) 設備十分昂貴。上世紀80年代初，有錢也沒處買(mai) 設備，何況根本沒錢。他們(men) “土法上馬”，在晶體(ti) 所的院子裏挖了一個(ge) 大坑，把裝置半埋地下，但一天夜裏，裝置突然爆炸了，還好旁邊剛好沒人。這種土裝置不可能達到理想的壓力水平，用水熱法看來行不通。

　　水熱法還有一個(ge) 缺點，就是晶體(ti) 生長極慢，半年隻能長出幾個(ge) 毫米。蔣民華與(yu) 晶體(ti) 生長能手劉耀崗教授商量，決(jue) 定采用熔鹽法。從(cong) 理論上來講，任何晶體(ti) 都可以用這種方法生長，關(guan) 鍵在於(yu) 找到一種合適的助熔劑，蔣民華確定以此為(wei) 主攻方向。方向對了頭，接下來的工作很快見了成效，1984年下半年晶體(ti) 長大了，這是中國人在國際上壅找到了生長KTP的新方法。在1985年組織的鑒定會(hui) 上，專(zhuan) 家們(men) 一致認為(wei) 這是國際領先的成果。要知道，當時一塊3毫米見方的KTP樣品就可以換半公斤白金。

　　蔣民華決(jue) 定規模生產(chan) KTP。他們(men) 借款100萬(wan) 元，當年就搞起了小規模生產(chan) 。蔣民華親(qin) 自聯係外商，親(qin) 自到廣交會(hui) 談判。熔鹽法使KTP成本大大降低，第一批訂貨就達30多萬(wan) 美元。蔣民華團隊開創了中國高技術產(chan) 品向西方工業(ye) 國家出口的先河。《人民日報》對此報道：“記者特意到展台前看了蔣教授的KTP晶體(ti) ――一片極小的晶體(ti) ，大不過指甲蓋，薄不過一張紙，出口賣一萬(wan) 美金，同等體(ti) 積的黃金也值不了這麽(me) 許多。”

　　1987年，美國賣到我國一台激光器，附加條件是其中的KTP不能賣給中國。當時正好在美國的中國晶體(ti) 專(zhuan) 家陳創天笑著對美國人說：“現在中國長的KTP比你們(men) 的好多了！”美國人隻好笑說：“這是美國國務院的官僚主義(yi) ！”

　　如今，山東(dong) 大學晶體(ti) 所的這項技術已在山東(dong) 各地開花結果，曆經20餘(yu) 年而不衰。

       中國晶體(ti) 的成功秘訣

　　曆史分期上那些耳熟能詳的名詞，如“石器時代”、“青銅器時代”、“鐵器時代”等，都是按對材料的使用命名的，可見人類發展的曆史就是一部人類對材料的使用發展史。如今，人工晶體(ti) 在方方麵麵影響了當代生活，從(cong) 石英手表、激光應用、照明到信息存儲(chu) 、集成電路等都用到人工晶體(ti) 。

　　非線性光學晶體(ti) 的一個(ge) 重要性能是改變激光的波長。物理學規律告訴我們(men) ，波長每縮短一倍，存儲(chu) 的密度就會(hui) 增加4倍。隨著集成電路器件密度增加，器件的線度越來越小，隨之製作集成電路的光刻技術要求光的波長越來越短。利用非線性光學晶體(ti) 的倍頻效應是產(chan) 生短波長的重要方法。

　　現在用的最多的非線性光學晶體(ti) 是BBO、LBO和KTP。前兩(liang) 種是中國發明的“中國晶”，第三種是美國杜邦公司發明的，但是在山東(dong) 大學“長”出來的。這裏麵都有中國人原創性的工作。

　　其實，早在1986年，美國國家基金會(hui) 、能源部等聯合召開的非線性光學晶體(ti) 研討會(hui) ，主題為(wei) “為(wei) 什麽(me) 十多年來優(you) 秀的非線性光學晶體(ti) 都是中國人和歐洲人發明的”。他們(men) 得出結論，一是中國人在此領域有長達數十年的堅持，另一個(ge) 原因就是團結協作。

　　“中國晶”又一次成功擴容時，中國人團結協作的優(you) 勢再次發揮了莫大的威力。KBBF族晶體(ti) 是我國繼發現BBO、LBO晶體(ti) 後的第3個(ge) 中國牌非線性光學晶體(ti) ，也是中國首個(ge) 對西方發達國家實行技術禁運的產(chan) 品。1990年，陳創天團隊依據他們(men) 獨創的理論，發現了KBBF。但是KBBF具有類似雲(yun) 母的層狀特性，成核很難，長大就更難。陳創天請蔣民華團隊介入KBBF的生長，蔣民華團隊多次實驗之後終於(yu) 長成了較大尺寸透明的單晶。中科院物理所許祖彥團隊對單晶作了評估和測試。測試結果又反饋到生長研究組，反複改進工藝後才得到了比較理想的晶體(ti) 。這一協作鏈條中，缺一不可。國際上對KBBF很看好，認為(wei) 它是第四代光存儲(chu) 優(you) 選材料，也有可能成為(wei) 新一代光刻係統中準直部分的優(you) 選光源。

　　KBBF很可能就是第四代光儲(chu) 技術等待著的那個(ge) “中國晶”。

　　晶體(ti) 也是一種文化

　　科研的最終目的是對人類生活有所助益，因此，為(wei) 使成果盡快轉化，產(chan) 學研結合是國際上公認的模式。而蔣民華在教授言商時代就開始考慮產(chan) 學研如何結合的問題。

　　科學家，特別是作為(wei) 領軍(jun) 人物的科學家，不僅(jin) 要能作出獨創性的工作，更重要的是能夠站在更高的立足點上，對學科發展作出正確預判。作為(wei) 我國863計劃新材料領域第三任首席科學家，從(cong) 上世紀八十年代開始，蔣民華對晶體(ti) 材料研究方向、產(chan) 業(ye) 發展不斷作出富有戰略性的前瞻。#p#分頁標題#e#

　　1983年他在晶體(ti) 材料國家重點實驗室的研究方向上加上了“低維材料的製備及研究”這一和半導體(ti) 密切相關(guan) 的項目。在此導向下，他們(men) 承擔的國家產(chan) 業(ye) 化前期關(guan) 鍵技術開發重大項目“半導體(ti) 發光器件外延工藝和管芯技術”於(yu) 2002年4月通過國家驗收。我國半導體(ti) 發光器件終於(yu) 有了“中國芯”。

　　2010年5月，蔣民華院士在手術後3個(ge) 多月用顫抖的手寫(xie) 下了他對山大晶體(ti) 事業(ye) 發展的規劃：“朝向一個(ge) 長遠的大目標，使山東(dong) 大學的晶體(ti) 研究成為(wei) 中國特色，世界一流；建設兩(liang) 個(ge) 國家級大型平台：晶體(ti) 材料國家實驗室、全固態激光國家工程實驗室；夯實三個(ge) 重點學科：材料科學與(yu) 工程、凝聚態物理、光學工程。”

　　可以告慰蔣民華院士的是，晶體(ti) 所正在努力實現著他的規劃：許東(dong) 等開發的氧化鋯纖維已實現產(chan) 業(ye) 化發展；陶緒堂等在自主研製的晶體(ti) 生長設備上，製備了大尺寸激光晶體(ti) 釓镓石榴石和新的紅外非線性及壓電晶體(ti) ，相關(guan) 成果今年亮相於(yu) “十一五”國家重大成就展；徐現剛、胡小波等在以碳化矽為(wei) 代表的半導體(ti) 單晶生長研究方麵已在國內(nei) 乃至國際有了較大影響；蔣民華的同輩朋友王克明院士、梅良模教授老當益壯，正帶領著團隊在離子注入光波導和薄膜材料領域精耕細作……

　　山東(dong) 大學晶體(ti) 所以優(you) 秀成果證明，他們(men) 在產(chan) 學研結合上找到了完美的“聯姻”方式。

　　蔣民華院士生前深情地總結：“晶體(ti) 不僅(jin) 是一種科學，還是一種文化。我們(men) 做人，要像晶體(ti) 一樣，坦白、光明磊落、表裏如一，德才兼備、全麵發展，培育人要像培育晶體(ti) 一樣，出成果出人才相輔相成。晶體(ti) 的排序是有序穩定的，它是個(ge) 和諧的群體(ti) 。所以我也跟我的創新團隊成員說，你們(men) 要成為(wei) 像晶體(ti) 一樣的團結和諧的群體(ti) 。”