上個(ge) 世紀80年代,美國人研發了KTP晶體(ti) 。這是一種新型高效非線性光學材料,具有優(you) 異的性能,可廣泛應用於(yu) 民用、軍(jun) 工等領域。美國政府把KTP晶體(ti) 作為(wei) 高度保密的高科技產(chan) 品,嚴(yan) 格限製對非盟國出口。這種非常昂貴的“戰略物資”,即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。時價(jia) 折合一萬(wan) 多元人民幣一克,人家還不賣給我們(men) ,因為(wei) 我們(men) 是被“禁運”國家。
以蔣民華院士為(wei) 代表的山東(dong) 大學晶體(ti) 材料研究所科研團隊,“長”出為(wei) 中國人爭(zheng) 氣的KTP晶體(ti) ,打破了技術壟斷,並出口美國、日本等。
此後,一係列“中國晶”蓬勃生長,其中之一的KBBF族晶體(ti) ,為(wei) 中國獨有。國外搞了多年,就是“長”不成。這回是他們(men) 想出高價(jia) 購買(mai) ,對不起,此乃“非賣品”也! 2009年2月,國際著名的“Nature”雜誌以“China’s crystal cache”為(wei) 題,采訪了KBBF的主要發明者,中科院理化所陳創天院士。文中提到西方發達國家許多單位和個(ge) 人想使用該晶體(ti) 卻買(mai) 不到的困境。
10月17日,記者來到濟南,采訪了山東(dong) 大學晶體(ti) 材料研究所所長、晶體(ti) 材料國家重點實驗室主任陶緒堂教授。
■ 萬(wan) 元難買(mai) 一克晶
剛剛送走參加“山東(dong) 大學百年校慶”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,蔣老師永遠離開了我們(men) ……他為(wei) 中國晶體(ti) 材料事業(ye) 做出的傑出貢獻,將永留史冊(ce) 。1956年,蔣老師從(cong) 山東(dong) 大學畢業(ye) 以後,到廈門大學盧嘉錫院士那裏進修學習(xi) 一段時間,回來就做大晶體(ti) 。我們(men) 所的曆史與(yu) 中國大晶體(ti) 研究是同步的。幾十年來,幾代人堅持不懈地做下來。上個(ge) 世紀60年代,我國潛艇上的一些聲呐探測器件,用的就是我們(men) 的酒石酸鉀鈉晶體(ti) 。1964年,山東(dong) 大學獲得的第一個(ge) 國家級獎項就是磷酸二氫銨大晶體(ti) 。
我們(men) 的談話,自然說到曾經被“卡脖子”的過去。
KTP晶體(ti) ,是美國杜邦公司首先做出來的。它是一種新型高效非線性光學材料,具有非常優(you) 異的性能,能夠廣泛應用於(yu) 激光醫療、激光加工、通訊、光盤等領域。美國政府把KTP晶體(ti) 作為(wei) 高度保密的高技術產(chan) 品,是“戰略物資”,進行非常嚴(yan) 格的管理,即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。嚴(yan) 格限製對非盟國出口,對社會(hui) 主義(yi) 國家實行技術禁運。
那個(ge) 時候,這個(ge) 晶體(ti) 價(jia) 錢非常貴。上個(ge) 世紀80年代,一克要一萬(wan) 多元人民幣,比金子貴好多倍! 做一個(ge) 器件,最少也要幾十克。而且,這麽(me) 貴你也買(mai) 不到。人家就是要卡我們(men) 的脖子。
材料科學太重要了。老一輩科學家講,一代材料、一代器件、一代產(chan) 品。材料是基礎。基礎不行,別的就很難搞。蔣老師一直強調,搞材料,一是要問有沒有什麽(me) 功能;二是有什麽(me) 用途。就是要有責任感、有誌氣,為(wei) 國家需要服務、為(wei) 民族自強爭(zheng) 光。
美國人的方法是用高溫高壓來生長KTP晶體(ti) 。蔣先生說我們(men) 不能按他們(men) 的方法來做。那樣做出來了,也算人家的技術。我們(men) 就采用一種新的方法來生長這個(ge) 晶體(ti) 。我們(men) 用“助熔劑”的方法來長。1984年下半年,我們(men) 用自己的技術生長出了KTP晶體(ti) 。
原來,他們(men) 隻能長出指甲蓋大小,晶體(ti) 隻是部分透明。我們(men) 長出的晶體(ti) 有幾百克重!整個(ge) 全是透明的。
1986年,蔣老師把KTP晶體(ti) 帶到廣交會(hui) 上,開了中國高技術產(chan) 品向西方工業(ye) 國家出口的先河。以前,是美國人“卡”我們(men) ,打破了他們(men) 的技術壟斷之後,反過來,是我們(men) 的晶體(ti) 出口到美國、日本等國家。
還有一個(ge) 有趣的故事,1987年,美國賣給我國一台激光器,附加條件是其中的KTP技術不能賣給中國。當時正在美國的中國科學院晶體(ti) 專(zhuan) 家陳創天笑著對美國人說,現在我們(men) 長出的KTP比你們(men) 的好多了!美國人隻好笑著說,這是美國國務院的官僚主義(yi) !
■ 揚眉吐氣“中國晶”
2004年,美國一家激光專(zhuan) 業(ye) 雜誌載文說,第四代光存儲(chu) 技術的實現要等中國的晶體(ti) 。 這個(ge) 預言並非空穴來風,而是基於(yu) 一個(ge) 現實——在人工晶體(ti) 研究方麵,中國走在世界前列。
繼KTP晶體(ti) 打破西方壟斷之後,一個(ge) 又一個(ge) 具有自主知識產(chan) 權的“中國晶”在中國蓬勃生長,比如BBO晶體(ti) 、LBO晶體(ti) 、KBBF族晶體(ti) 等。其中,KBBF族非線性光學晶體(ti) 是到目前為(wei) 止中國獨有的。
陶教授介紹說,這個(ge) 讓中國人揚眉吐氣的“中國晶”,是我國科研合作的一個(ge) 典範,是國內(nei) 幾家科研單位通力合作的結果。
KBBF晶體(ti) 是我們(men) 中國人發現的。1990年,中國科學院陳創天院士課題組,依據他們(men) 獨創的理論,發現了KBBF。這是個(ge) 非常好的晶體(ti) ,是唯一可以用於(yu) 200納米以下真空紫外的晶體(ti) 。但是,KBBF具有類似雲(yun) 母的層狀特性,成核很難,長大就更難。不能下種子,隻能自發成核生長。下種子它就生長不出來,這是很特殊的晶體(ti) 。這個(ge) 晶體(ti) 一直長不厚。為(wei) 什麽(me) 國外到目前還長不出來?就是這個(ge) 道理。
原來,陳老師他們(men) 的KBBF也隻能長到0.8毫米厚,無法評價(jia) 其性能。由於(yu) 我們(men) 重點實驗室在助熔劑生長KTP等晶體(ti) 方麵積累了豐(feng) 富的經驗,陳老師就找到蔣老師,商量合作開展KBBF晶體(ti) 攻關(guan) 。結果,我們(men) 隻用一年多的時間,就讓它長到了2.8個(ge) 毫米。有了這個(ge) 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試晶體(ti) 的性能了。測試結果又反饋到生長研究組,反複改進工藝後,得到了比較理想的晶體(ti) 。這一協作鏈條中,缺一不可。
大家非常高興(xing) ,通過我們(men) 三家科研單位的通力合作,使這個(ge) 東(dong) 西成為(wei) 又一個(ge) “中國晶”。而且,是我們(men) 中國獨有的!
以前,我們(men) 的“中國牌”晶體(ti) 搞出來,外國人也很快跟著做出來。到目前,這個(ge) KBBF晶體(ti) 他們(men) 還沒做出來。包括美國、日本、歐洲的許多研究人員都想買(mai) 這個(ge) 晶體(ti) ,因為(wei) 有了這個(ge) 晶體(ti) ,就可以做很多獨一無二的東(dong) 西。近年,國家撥出專(zhuan) 款,在中科院的多個(ge) 研究所,用這個(ge) 晶體(ti) 產(chan) 生的深紫外光源,建設了8台套獨步世界的先進設備,包括深紫外激光拉曼光譜儀(yi) 、深紫外激光發射電子顯微鏡等獨有的科研利器,居深紫外領域國際領先地位。
我們(men) 對KBBF晶體(ti) 的貢獻,是通過我們(men) 的晶體(ti) 生長技術,讓KBBF晶體(ti) 從(cong) 0.8毫米,長到了2.8毫米的厚度。作為(wei) 光學晶體(ti) ,達到一定厚度才能加工。我們(men) 蔣老師說過:“晶體(ti) 長大方成材。”就是說,塊狀晶體(ti) 必須要長到一定尺寸才能派上用場。
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,可能成為(wei) 新一代光刻係統中準直部分的優(you) 選光源。
KBBF族非線性光學晶體(ti) 是我們(men) 中國整個(ge) 晶體(ti) 界的一個(ge) 驕傲。應該也是我們(men) 民族的驕傲!這是那些老先生畢生努力的結果,也是我國科研合作的一個(ge) 典範。不同單位、不同的研究方向,為(wei) 了一個(ge) 目標,大家通力合作。我們(men) 現在還在合作。這正是我們(men) 獨特的優(you) 勢。#p#分頁標題#e#
上世紀80年代,美國國家基金會(hui) 、能源部等曾聯合召開非線性光學晶體(ti) 研討會(hui) ,主題是“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。
轉載請注明出處。