陳創天 材料科學專(zhuan) 家,現任中國科學院理化技術研究所研究員,博士生導師,北京人工晶體(ti) 研究發展中心主任,國家“973計劃”項目(2006~2010年)“光電功能晶體(ti) 結構性能、分子設計、微結構設計與(yu) 製備過程的研究”課題負責人,“深紫外全固態激光源前沿裝備自主研製工程”重大專(zhuan) 項首席科學家(2006~2010年)。1990年當選為(wei) 第三世界科學院院士。2003年當選為(wei) 中國科學院院士。
響應祖國號召:到邊疆去
1937年2月18日,陳創天出生於(yu) 奉化鬥門頭的一個(ge) 知識分子家庭。小時候他就非常喜歡自然科學。1956年,國家需要大量的科技人才,黨(dang) 中央提出了向科學進軍(jun) ,陳創天以第一誌願考入了錄取分數線全國最高的北京大學物理係。50年代的北京大學物理係集中了一大批揚名海內(nei) 外的著名學者:王昆、王竹溪、胡寧、楊立民、郭得仁……嚴(yan) 格的基礎教育、優(you) 良的師資、濃厚的科學研究氛圍、民主的學風,使陳創天受到了國際一流的訓練。
1962年陳創天大學畢業(ye) ,他的老師胡寧教授推薦他去剛組建的中科院華東(dong) 物質結構研究所(現改名為(wei) 福建物質結構研究所),盡管當時相對於(yu) 北京來說,福建是對台前線、是偏遠地區,但陳創天一想,這也是為(wei) 了響應黨(dang) 的號召支援邊疆呀!他服從(cong) 組織安排去了福建,從(cong) 此開始了他一生堅持不懈的研究工作。
逆境中堅持不懈
當時的福建物質結構研究所專(zhuan) 門研究物質的微觀結構(在原子、分子層次)和宏觀性能之間的相互關(guan) 係,剛到所裏,所長盧嘉錫教授就要求陳創天“為(wei) 將來著想,從(cong) 現在開始學習(xi) 化學”。基於(yu) 這一建議,陳創天用了三年的時間全麵係統地掌握了量子化學等理論知識,這使他不僅(jin) 有了紮實的物理理論基礎,又有了很好的化學理論基礎。這是他後來從(cong) 事晶體(ti) 材料研究的一個(ge) 重要前提。隨後,陳創天選擇了非線性光學晶體(ti) 材料結構與(yu) 性能相互關(guan) 係研究、新型非線性光學晶體(ti) 探索兩(liang) 個(ge) 重要方向,並從(cong) 1967年開始進行非線性光學晶體(ti) 宏觀光學性能和微觀電子結構之間的相互關(guan) 係的理論計算,到1968年初步形成了晶體(ti) 非線性光學效應的陰離子基團理論框架。
1968年,正值文化大革命高潮時期,所有學術刊物都被停刊,他計算出結果後,既無人討論,也不能發表,工宣隊甚至告誡他“理論計算也被看成是修正主義(yi) ,必須停止”。陳創天麵臨(lin) 著被重新安排工作的兩(liang) 種選擇:要麽(me) 下鄉(xiang) 參加勞動,要麽(me) 去實驗室“拉晶體(ti) ”。
為(wei) 了使研究工作不至於(yu) 中斷,陳創天選擇了留在實驗室。不過他得暫時放棄理論研究,轉向實驗研究——也就是參與(yu) 非線性光學晶體(ti) 生長工作和性能測試的工作,這項工作一直堅持到70年代中期。
也正是如此的堅持,在1978年3月,在鄧小平親(qin) 自主持召開的全國科學大會(hui) 上,陳創天被推選為(wei) 先進個(ge) 人,並以福建省代表的身份上台領獎。全國科學大會(hui) 的召開,對我國科技發展有著裏程碑式的意義(yi) ,改革開放的春風也給陳創天帶來了科學研究事業(ye) 的春天。
“中國牌晶體(ti) ”走向世界
1974年,在盧嘉錫院士的帶領下,物構所冒著風險在福州召開了全國晶體(ti) 生長學術會(hui) 議。在會(hui) 上,參會(hui) 者們(men) 提出這麽(me) 一個(ge) 思想:“現在世界上所有的非線性光學晶體(ti) 材料都是國外發現的,我們(men) 總是跟著國外走,這樣是不行的,我們(men) 一定要有自己晶體(ti) 。一定要有自己的創新。但當時所有晶體(ti) 材料都是像貝爾實驗室那樣的國際頂尖的科研單位搞出來的,我們(men) 行嗎?”大家都有些信心不足。當時盧嘉錫教授說了一句話“我不下地獄,誰下地獄”。會(hui) 後,物構所上下一心,決(jue) 心要做就做自己的晶體(ti) 材料。
1977年陳創天正式被盧嘉錫所長任命為(wei) 非線性光學材料探索組組長,開始了係統的探索。1979年他們(men) 發現低溫相偏硼酸鋇,也就是β—BaB2O4(簡稱BBO),可能是一個(ge) 新的非線性光學晶體(ti) 。在此基礎上,又經過3年的努力,終於(yu) 確定BBO晶體(ti) 是一個(ge) 很有應用前景的紫外非線性光學晶體(ti) 。
1986年5月,在舊金山召開的激光電光會(hui) 議上,陳創天代表中科院福建物質結構研究所和斯坦福大學應用物理係作了有關(guan) BBO晶體(ti) 非線性光學性能的報告,引起了轟動,一百多人參加的會(hui) 議,卻有四五十人來詢問情況。這次會(hui) 議後,BBO晶體(ti) 正式被國際學術界認可為(wei) 一個(ge) 優(you) 秀的非線性光學晶體(ti) 。兩(liang) 年後陳創天又報告發現了LBO(LiB3O5)晶體(ti) 。由於(yu) BBO、LBO晶體(ti) 是首先由中國科學家發現的,而且性能優(you) 異,具有很好的應用前景,因此國際上被譽為(wei) “中國牌晶體(ti) ”。
1986年BBO晶體(ti) 獲中科院科技進步特等獎,LBO晶體(ti) 獲1990年中科院發明一等獎,1991年國家發明一等獎。BBO、LBO晶體(ti) 還分別於(yu) 1987、1989年獲美國光電子產(chan) 業(ye) 界頒發的十大光電子產(chan) 品獎。陳創天也先後獲得1987年第三世界科學院化學獎和1990年Laser Focus World《激光集錦》雜誌頒發的工業(ye) 技術成就獎。目前,這兩(liang) 種晶體(ti) 作為(wei) 激光頻率轉換晶體(ti) 材料已經在激光高科技產(chan) 業(ye) 中得到廣泛的應用,是目前具有工業(ye) 應用價(jia) 值的三個(ge) 非線性光學晶體(ti) 中的兩(liang) 個(ge) 。
90年代後,陳創天開始進行產(chan) 業(ye) 化。BBO發表於(yu) 1984年,但1985年我國才有了專(zhuan) 利法。LBO是有專(zhuan) 利的,也是我國第一個(ge) 有自主知識產(chan) 權的非線性光學晶體(ti) 。福建的中科院福建物質結構研究所做起了國內(nei) 第一家晶體(ti) 公司。
為(wei) 了改善全國晶體(ti) 材料研究布局,1999年北京人工晶體(ti) 研究與(yu) 發展中心成立,隸屬中科院理化技術研究所。陳創天擔任北京人工晶體(ti) 研究發展中心主任。
領先國際 震撼世界
在BBO、LBO晶體(ti) 產(chan) 業(ye) 化後,陳創天和他的研究團隊並沒有停止研究的步伐,他們(men) 針對這兩(liang) 種晶體(ti) 不能實現深紫外(指波長短於(yu) 200nm)倍頻光輸出的缺點,運用分子工程學方法,進一步發現了KBe2BO3F2(KBBF)晶體(ti) 。此晶體(ti) 的發現彌補了BBO和LBO兩(liang) 種晶體(ti) 不能實現深紫外倍頻光輸出的缺點,從(cong) 而使得非線性光學晶體(ti) 推向了深紫外波段。然而,KBBF晶體(ti) 具有嚴(yan) 重的層狀習(xi) 性,晶體(ti) 在Z方向不易長厚。從(cong) 2001年開始,陳創天研究組和山東(dong) 大學晶體(ti) 所蔣民華院士研究組合作,在KBBF單晶生長技術上獲得突破,隨後陳創天研究組進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,並製作成功光接觸KBBF-CaF2棱鏡耦合倍頻器件,從(cong) 而克服了KBBF晶體(ti) 沿Z方向不易長厚的缺點。此項專(zhuan) 利技術已獲得中、美、日三國專(zhuan) 利權。
在此基礎上,陳創天帶領研究組又與(yu) 東(dong) 京大學物性所Watanabe 教授領導的研究組合作,在國際上首次實現了Nd:YVO4激光的六倍頻諧波光輸出,初步滿足了科學家為(wei) 建造一台超高分辨率光電子能譜儀(yi) 所需要的激光光源。
隨後,他們(men) 進一步利用日方的光電子發射接收技術和瑞典Scienta公司半球光電子能譜分析儀(yi) ,成功地建造了分辨率達到國際最高的能譜儀(yi) 。
2006年底,中國科學院物理研究所和理化所合作,使用KBBF棱鏡耦合器件,進一步研製成功超高分辨角分辨光電子能譜儀(yi) ,能同時高精度的測量電子在固體(ti) 中的能量和動量,這進一步增強了激光超高分辨率光電子能譜儀(yi) 對研究高溫超導體(ti) 和其他固體(ti) 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(guan) 注。美國幾家重要研究實驗室和大學,例如IBM公司、斯坦福大學,布魯克海文國家實驗等都已向中科院來函,要求提供KBBF棱鏡耦合器件。#p#分頁標題#e#
最近,陳創天院士與(yu) 東(dong) 京大學物性所繼續合作,使用直接倍頻方法,獲得了狹帶寬穩定的W級193nm平均功率輸出。這些實驗結果的取得,將對未來激光能譜儀(yi) 的發展、光刻技術、激光精密加工、生物基因工程的發展起到非常重要的作用,是我國在無機非線性光學晶體(ti) 領域繼續保持國際領先水平的重要保證。
後記
陳創天院士40多年的科研工作,就是中國非線性光學晶體(ti) 的發展史。他為(wei) 提高我們(men) 國家科技在國際上的地位貢獻自己的力量,作出了傑出的貢獻,取得了多項創造性成果,多年來共有發明專(zhuan) 利20餘(yu) 項,SCI收錄論文120餘(yu) 篇。他先後獲得了1987年度第三世界科學院化學獎、1988年陳嘉庚物質科學獎。1989年獲全國先進工作者稱號,並獲“五·一”勞動獎章。1990年獲激光集錦(Laser Focus World)雜誌頒發的工業(ye) 技術成就獎,2004年獲國家“973”計劃先進個(ge) 人獎,2007年獲求是基金會(hui) 頒發的求是傑出科技成就集體(ti) 獎等榮譽。
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