南京日报报道昨天召开的国家科学技术奖励大会上,来自南京大学的中科院院士闵乃本以及朱永元、祝世宁、陆亚林、陆延青课题组接过了中国自然科学界科研成果最高奖项——国家自然科学一等奖。获奖之际,闵乃本院士吐露心声:“这一项目从1986年起提出基本概念,一直做到2005年最终研制成功全新的原型器件,历经19年。
聚才
1984年,闵乃本49岁,是“晶体生成”领域的权威。意识到自己最富有创造性的年华已过,凭现有的精力不可能一个人单枪匹马地完成全部的学术设想,1984年从美国访问归来后,他便开始致力于组建团队,一边培养学生一边开拓研究。
——一封信找到“知音”
1986年开始,闵乃本设想可以招收一些具有工科背景的研究生。陆亚林回忆道,1988年,当他在浙江大学获得工学硕士后,慕名想到闵乃本研究组攻读博士,但又顾虑重重,担心自己的物理背景不够。他怀着忐忑不安的心情给闵乃本写了一封信,并不期待有所答复。然而,他没想到闵乃本很快就回了一封整整二页的亲笔信,给他以巨大的鼓励,从此,他的人生因这封信而改变。
——火车上找到“赞助”
作为学术领导人,闵乃本知道,关心年轻人的生活才能为他们安心科研工作创造条件。上世纪90年代初,有一次闵乃本在南京开往北京的卧铺车厢里,认识了企业家吴先生,素昧平生的两人聊得很投机,临别前,吴先生表示愿意无偿为改善青年研究人员的生活条件提供一笔资助。就这样,闵乃本用自己牵线的这笔资助在物理系、材料系和微结构实验室设立了“奖研金”,每位获奖者每个月可以获得1000元的补贴,这在当时比闵乃本自己的工资还要高。
——研究人员全到国外“充电”
当自己的学生留下来成为了合作者后,闵乃本更是不遗余力地帮助他们走出国门,拓宽知识面。闵乃本课题组的每一位成员都在工作了两三年取得一些成就后以专家的身份赴欧美最有名的研究组从事合作研究。使得课题组成员增强了参与国际合作与竞争的意识与能力,眼界也更加开阔,促使课题的发展呈良性循环。
历程
创新是闵乃本课题组摘得本届国家自然科学一等奖的关键所在。对于创新,闵乃本说:这是一个积累的过程,不能以功利为目的,不能急于求成,要甘坐冷板凳。
——大胆设想9年没突破
1984年,科学家发现了物质的一种新的形态——准晶。1986,闵乃本开始设想:是否可将准晶结构引入到介电体超晶格中,构建准周期超晶格?经过2至3年的探索,闵乃本和他的学生朱永元等建立了准周期超晶格的多重准位相匹配理论,预言“一块准周期的介电体超晶格有可能将一种颜色激光同时转换成三四种颜色的激光!”然而,这项研究成果于1990年在国际学术刊物《物理评论B》上发表后并未引起学术界的重视。刚开始,闵乃本心里很不是滋味,后来终于想通了:一个理论要得到国际上的承认,没有实验的验证不行。其后的两年里,课题组一直在思考制备介电体超晶格的新工艺,却总也找不到突破口。
——杂志激发灵感
1992年,闵乃本到香港中文大学访问。有一天,看到一篇报道说日本科学家利用半导体平面工艺制成了周期结构光波导,实现了激光倍频。这个想法一下触发了闵乃本的灵感。他赶紧把这篇文章传真到祝世宁的实验室,让他考虑一下这种方法。祝世宁很快反应过来,开始探索制备超晶格的新技术。他和实验室其他人员一起设计图案、光刻、做电极……终于用两年多的时间成功地发展出一种室温图案极化制备介电体超晶格的新技术。
——不到2年攻破难题
1995年,课题组已能用这种新技术制备出周期超晶格。同年,在一次国际会议后,美国斯坦福大学的两位教授就“准周期介电体超晶格”的构造方法向闵乃本求教,闵乃本向他们做了进一步解释,同时意识到“如果他们招一个物理系的学生弄清准周期的问题,很快就能赶上我们”,他给祝世宁下了“死任务”——2年必须有突破。承受着巨大的压力,祝世宁和朱永元经过一年多的努力,终于在1996年制备出了同时能出2种颜色激光的准周期介电体超晶格,并成功地用漂亮的实验验证了他们建立的多重准位相匹配理论。这项工作发表在世界级学术刊物《科学》上,引起了广泛的重视,入选科技部1998年度我国基础研究十大新闻。课题组将已经取得的基础研究成果与全固体激光技术相结合,齐心协力,终于在2005年利用自己研制的介电体超晶格,研制成功全固态超晶格红、绿、蓝三基色和白光激光器。“一般的固体激光器只能出一种颜色的激光,用了我们的介电超晶格以后可同时出红绿蓝三种颜色的激光,或更多颜色的激光,这就为当代激光技术开拓了新应用。除了三基色激光器可以用于彩色显示外,还有许多事情可以做:例如有些病症的病灶对某一个波长的激光比较敏感,就可以用它来检测和定位,然后再用另一波长的激光对它进行手术治疗。”闵乃本对介电超晶格的应用前景有着更多的憧憬。通讯员罗静秦刚 南京日报记者 谈洁
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