紀念陳創(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(zhù)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，因病醫治無(wú)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，對大多數人而言是陌生的，但在晶體研究領(lǐng)域，這可是一個(gè)響當當的名字。他提出的“晶體非線(xiàn)性光學(xué)效應的陰離子基團理論”在國內外學(xué)術(shù)界得到高度評價(jià)，被國內外的同領(lǐng)域科學(xué)家接受并成功地用于指導新型非線(xiàn)性光學(xué)材料的探索研究。

　　陳創(chuàng )天院士領(lǐng)導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(xiàn)性光學(xué)晶體BBO、LBO。經(jīng)過(guò)20多年努力，他和科研團隊在國際上首次生長(cháng)出可直接倍頻產(chǎn)生深紫外激光非線(xiàn)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用于超高分辨率光電子能譜儀，并首次直接觀(guān)察到超導體在超導態(tài)時(shí)的超導能隙。而達到深紫外波段的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(cháng)協(xié)會(huì )最高獎之一——Laudise獎。這是中國科學(xué)家獲得的首個(gè)國際晶體生長(cháng)協(xié)會(huì )最高獎。

　　回顧求索之路

　　1937年2月18日，陳創(chuàng )天出生于奉化斗門(mén)頭的一個(gè)知識分子家庭，自幼對自然科學(xué)有著(zhù)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(shuō)引力場(chǎng)是一種物質(zhì)，通過(guò)這種物質(zhì)，物體之間會(huì )產(chǎn)生引力。這種當時(shí)頗為新奇的觀(guān)點(diǎn)讓陳創(chuàng )天產(chǎn)生了強烈的好奇心。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)的機理問(wèn)題，一定要學(xué)物理，特別是理論物理，這是陳創(chuàng )天決心報考北京大學(xué)物理專(zhuān)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數線(xiàn)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(zhù)名學(xué)者。這種嚴格的基礎教育、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)結構研究所(現改名為福建物質(zhì)結構研究所)，跟隨我國著(zhù)名物理化學(xué)家、化學(xué)教育家盧嘉錫院士學(xué)習。盡管當時(shí)相對于北京來(lái)說(shuō)，福建是對臺前線(xiàn)、是偏遠地區，但陳創(chuàng )天一想，這也是為了響應黨的號召支援邊疆呀!于是他服從組織安排去了福建，在盧嘉錫的指導下，開(kāi)始了3年化學(xué)方面的學(xué)習，在理論化學(xué)方面打下了堅實(shí)的基礎。

　　1965年，經(jīng)過(guò)慎重考慮，陳創(chuàng )天選擇非線(xiàn)性光學(xué)材料結構和性能之間的關(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，對非線(xiàn)性光學(xué)材料的結構與非線(xiàn)性光學(xué)效應之間的相互關(guān)系進(jìn)行了大量的理論計算，花費1年多時(shí)間完成了理論推導工作，又用1年的時(shí)間通過(guò)手搖計算機進(jìn)行計算，首先算出了鈦酸鋇晶體的非線(xiàn)性系數，后來(lái)又算出其他一些晶體的非線(xiàn)性光學(xué)系數，到1968年初步形成了晶體非線(xiàn)性光學(xué)效應的陰離子基團理論框架。

　　1968年，陳創(chuàng )天提出，非線(xiàn)性光學(xué)效應是一種局域化的效應，是組成晶體的基本結構單元———陰離子基團的微觀(guān)倍頻系數的幾何迭加，陰離子基團的微觀(guān)倍頻系數可以通過(guò)陰離子基團的局域化、量子化學(xué)軌道波函數，通過(guò)二級微擾理論算出來(lái)。這就是國際上著(zhù)名的非線(xiàn)性光學(xué)效應的陰離子基團理論。

　　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?？?。他計算出結果后，既無(wú)人討論，也不能發(fā)表，工宣隊甚至告誡他“理論計算也被看成是修正主義，必須停止”。陳創(chuàng )天面臨著(zhù)被重新安排工作的兩種選擇：要么下鄉參加勞動(dòng)，要么去實(shí)驗室“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)驗室。不過(guò)他得暫時(shí)放棄理論研究，轉向實(shí)驗研究——也就是參與非線(xiàn)性光學(xué)晶體生長(cháng)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，1978年3月，在鄧小平親自主持召開(kāi)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領(lǐng)獎。全國科學(xué)大會(huì )的召開(kāi)，對我國科技發(fā)展有著(zhù)里程碑式的意義，改革開(kāi)放的春風(fēng)也給陳創(chuàng )天帶來(lái)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，物構所冒著(zhù)風(fēng)險在福州召開(kāi)了全國晶體生長(cháng)學(xué)術(shù)會(huì )議。在會(huì )上，參會(huì )者們提出現在世界上所有的非線(xiàn)性光學(xué)晶體材料都是國外發(fā)現的，國內科研總是跟著(zhù)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。但限于當時(shí)國內的科研條件不佳，以及以往所有晶體材料都是貝爾實(shí)驗室那樣的國際頂尖的科研單位搞出來(lái)的，大家都有些信心不足。當時(shí)盧嘉錫教授說(shuō)了一句話(huà)“我不下地獄，誰(shuí)下地獄”。會(huì )后，物構所上下一心，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(cháng)任命為非線(xiàn)性光學(xué)材料探索組組長(cháng)，開(kāi)始了系統的探索。1979年他們發(fā)現低溫相偏硼酸鋇，也就是β—BaB2O4(簡(jiǎn)稱(chēng)BBO)，陳創(chuàng )天認為這可能是一個(gè)新的非線(xiàn)性光學(xué)晶體。在此基礎上，又經(jīng)過(guò)3年的鉆研，終于確定BBO晶體是一個(gè)很有應用前景的紫外非線(xiàn)性光學(xué)晶體。

　　1986年5月，在舊金山召開(kāi)的激光電光會(huì )議上，陳創(chuàng )天代表中科院福建物質(zhì)結構研究所和斯坦福大學(xué)應用物理系作了有關(guān)BBO晶體非線(xiàn)性光學(xué)性能的報告，引起了轟動(dòng)，一百多人參加的會(huì )議，卻有四五十人來(lái)詢(xún)問(wèn)情況。這次會(huì )議后，BBO晶體正式被國際學(xué)術(shù)界認可為一個(gè)優(yōu)秀的非線(xiàn)性光學(xué)晶體。兩年后陳創(chuàng )天又報告發(fā)現了LBO(LiB3O5)晶體。由于BBO、LBO晶體是首先由中國科學(xué)家發(fā)現的，而且性能優(yōu)異，具有很好的應用前景，因此國際上被譽(yù)為“中國牌晶體”。