紀(jì)念陳創(chuàng)天院士：讓中國牌晶體譽(yù)享全球 KBBF晶體領(lǐng)先美國15年

　　中國共產(chǎn)黨優(yōu)秀黨員、著名材料學(xué)家、中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員陳創(chuàng)天先生，因病醫(yī)治無效，于2018年10月31日9時(shí)57分在北京逝世，享年82歲。

　　提起陳創(chuàng)天的名字，對(duì)大多數(shù)人而言是陌生的，但在晶體研究領(lǐng)域，這可是一個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿?。他提出的?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/晶體">晶體非線性光學(xué)效應(yīng)的陰離子基團(tuán)理論”在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界得到高度評(píng)價(jià)，被國內(nèi)外的同領(lǐng)域科學(xué)家接受并成功地用于指導(dǎo)新型非線性光學(xué)材料的探索研究。

　　陳創(chuàng)天院士領(lǐng)導(dǎo)的研究組和合作者相繼發(fā)明了被譽(yù)為“中國牌晶體”的非線性光學(xué)晶體BBO、LBO。經(jīng)過20多年努力，他和科研團(tuán)隊(duì)在國際上首次生長(zhǎng)出可直接倍頻產(chǎn)生深紫外激光非線性光學(xué)晶體，并發(fā)明棱鏡耦合技術(shù)，率先發(fā)展出實(shí)用化的深紫外固態(tài)激光源。其中Nd:YVO4激光的6倍頻光源已成功的應(yīng)用于超高分辨率光電子能譜儀，并首次直接觀察到超導(dǎo)體在超導(dǎo)態(tài)時(shí)的超導(dǎo)能隙。而達(dá)到深紫外波段的KBBF晶體技術(shù)，領(lǐng)先了美國15年。2013年8月14日，陳創(chuàng)天院士獲得國際晶體生長(zhǎng)協(xié)會(huì)最高獎(jiǎng)之一——Laudise獎(jiǎng)。這是中國科學(xué)家獲得的首個(gè)國際晶體生長(zhǎng)協(xié)會(huì)最高獎(jiǎng)。

　　回顧求索之路

　　1937年2月18日，陳創(chuàng)天出生于奉化斗門頭的一個(gè)知識(shí)分子家庭，自幼對(duì)自然科學(xué)有著濃厚的興趣。高中時(shí)，陳創(chuàng)天的物理老師在課上講解“以太”論，曾說引力場(chǎng)是一種物質(zhì)，通過這種物質(zhì)，物體之間會(huì)產(chǎn)生引力。這種當(dāng)時(shí)頗為新奇的觀點(diǎn)讓陳創(chuàng)天產(chǎn)生了強(qiáng)烈的好奇心。正是這種好奇心，促使陳創(chuàng)天一輩子跟物理打上了交道。這位物理老師曾告訴陳創(chuàng)天，要解決引力場(chǎng)的機(jī)理問題，一定要學(xué)物理，特別是理論物理，這是陳創(chuàng)天決心報(bào)考北京大學(xué)物理專業(yè)的重要原因之一。

　　1956年，陳創(chuàng)天參加高考，而這一年，黨中央提出了向科學(xué)進(jìn)軍，使得這一年成為中國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上具有里程碑意義的一年。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，師從黃昆、王竹溪、胡寧、楊立民、郭敦仁、褚圣麟等著名學(xué)者。這種嚴(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)天接受到國際一流的訓(xùn)練。

　　1962年，陳創(chuàng)天大學(xué)畢業(yè)，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)，跟隨我國著名物理化學(xué)家、化學(xué)教育家盧嘉錫院士學(xué)習(xí)。盡管當(dāng)時(shí)相對(duì)于北京來說，福建是對(duì)臺(tái)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(hào)召支援邊疆呀!于是他服從組織安排去了福建，在盧嘉錫的指導(dǎo)下，開始了3年化學(xué)方面的學(xué)習(xí)，在理論化學(xué)方面打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　1965年，經(jīng)過慎重考慮，陳創(chuàng)天選擇非線性光學(xué)材料結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系作為研究方向，并得到盧嘉錫的支持。在此后兩年多時(shí)間里，陳創(chuàng)天采用量子化學(xué)方法，對(duì)非線性光學(xué)材料的結(jié)構(gòu)與非線性光學(xué)效應(yīng)之間的相互關(guān)系進(jìn)行了大量的理論計(jì)算，花費(fèi)1年多時(shí)間完成了理論推導(dǎo)工作，又用1年的時(shí)間通過手搖計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，首先算出了鈦酸鋇晶體的非線性系數(shù)，后來又算出其他一些晶體的非線性光學(xué)系數(shù)，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，陳創(chuàng)天提出，非線性光學(xué)效應(yīng)是一種局域化的效應(yīng)，是組成晶體的基本結(jié)構(gòu)單元———陰離子基團(tuán)的微觀倍頻系數(shù)的幾何迭加，陰離子基團(tuán)的微觀倍頻系數(shù)可以通過陰離子基團(tuán)的局域化、量子化學(xué)軌道波函數(shù)，通過二級(jí)微擾理論算出來。這就是國際上著名的非線性光學(xué)效應(yīng)的陰離子基團(tuán)理論。

　　但同一年，文化大革命到了高潮時(shí)期，所有學(xué)術(shù)刊物都被停刊。他計(jì)算出結(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(jì)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(dòng)，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(shí)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(zhǎng)工作和性能測(cè)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，1978年3月，在鄧小平親自主持召開的全國科學(xué)大會(huì)上，陳創(chuàng)天被推選為先進(jìn)個(gè)人，并以福建省代表的身份上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)。全國科學(xué)大會(huì)的召開，對(duì)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(xiǎn)在福州召開了全國晶體生長(zhǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議。在會(huì)上，參會(huì)者們提出現(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，國內(nèi)科研總是跟著國外走。為了改變這一狀況，必須自己創(chuàng)新，一定要有自己晶體。但限于當(dāng)時(shí)國內(nèi)的科研條件不佳，以及以往所有晶體材料都是貝爾實(shí)驗(yàn)室那樣的國際頂尖的科研單位搞出來的，大家都有些信心不足。當(dāng)時(shí)盧嘉錫教授說了一句話“我不下地獄，誰下地獄”。會(huì)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(zhǎng)任命為非線性光學(xué)材料探索組組長(zhǎng)，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(jiǎn)稱BBO)，陳創(chuàng)天認(rèn)為這可能是一個(gè)新的非線性光學(xué)晶體。在此基礎(chǔ)上，又經(jīng)過3年的鉆研，終于確定BBO晶體是一個(gè)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(huì)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(bào)告，引起了轟動(dòng)，一百多人參加的會(huì)議，卻有四五十人來詢問情況。這次會(huì)議后，BBO晶體正式被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可為一個(gè)優(yōu)秀的非線性光學(xué)晶體。兩年后陳創(chuàng)天又報(bào)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”。