【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 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57分在北京逝世，享年82歲。

提起陳創(chuàng)天的名字，對大多數(shù)人而言是陌生的，但在晶體研究領(lǐng)域，這可是一個響當(dāng)當(dāng)?shù)拿帧Ｋ岢龅摹熬w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)界得到高度評價，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)隊在國際上首次生長出可直接倍頻產(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協(xié)會最高獎之一——Laudise獎。這是中國科學(xué)家獲得的首個國際晶體生長協(xié)會最高獎。

回顧求索之路

1937年2月18日，陳創(chuàng)天出生于奉化斗門頭的一個知識分子家庭，自幼對自然科學(xué)有著濃厚的興趣。高中時，陳創(chuàng)天的物理老師在課上講解“以太”論，曾說引力場是一種物質(zhì)，通過這種物質(zhì)，物體之間會產(chǎn)生引力。這種當(dāng)時頗為新奇的觀點讓陳創(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)時相對于北京來說，福建是對臺前線、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)方面打下了堅實的基礎(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。在此后兩年多時間里，陳創(chuàng)天采用量子化學(xué)方法，對非線性光學(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)行了大量的理論計算，花費(fèi)1年多時間完成了理論推導(dǎo)工作，又用1年的時間通過手搖計算機(jī)進(jìn)行計算，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期，所有學(xué)術(shù)刊物都被?？Ｋ嬎愠鼋Y(jié)果后，既無人討論，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)天面臨著被重新安排工作的兩種選擇：要么下鄉(xiāng)參加勞動，要么去實驗室“拉晶體”。為了使研究工作不至于中斷，陳創(chuàng)天選擇了留在實驗室。不過他得暫時放棄理論研究，轉(zhuǎn)向?qū)嶒炑芯俊簿褪菂⑴c非線性光學(xué)晶體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，1978年3月，在鄧小平親自主持召開的全國科學(xué)大會上，陳創(chuàng)天被推選為先進(jìn)個人，并以福建省代表的身份上臺領(lǐng)獎。全國科學(xué)大會的召開，對我國科技發(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)險在福州召開了全國晶體生長學(xué)術(shù)會議。在會上，參會者們提出現(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驗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)時盧嘉錫教授說了一句話“我不下地獄，誰下地獄”。會后，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任命為非線性光學(xué)材料探索組組長，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(簡稱BBO)，陳創(chuàng)天認(rèn)為這可能是一個新的非線性光學(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)性能的報告，引起了轟動，一百多人參加的會議，卻有四五十人來詢問情況。這次會議后，BBO晶體正式被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可為一個優(yōu)秀的非線性光學(xué)晶體。兩年后陳創(chuàng)天又報告發(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”。

1986年BBO晶體獲中科院科技進(jìn)步特等獎，LBO晶體獲1990年中科院發(fā)明一等獎，1991年國家發(fā)明一等獎。BBO、LBO晶體還分別于1987、1989年獲美國光電子產(chǎn)業(yè)界頒發(fā)的十大光電子產(chǎn)品獎。陳創(chuàng)天也先后獲得1987年第三世界科學(xué)院化學(xué)獎和1990年LaserFocusWorld《激光集錦》雜志頒發(fā)的工業(yè)技術(shù)成就獎。目前，這兩種晶體作為激光頻率轉(zhuǎn)換晶體材料已經(jīng)在激光高科技產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，是目前具有工業(yè)應(yīng)用價值的三個非線性光學(xué)晶體中的兩個。

福晶科技生產(chǎn)的LBO晶體

90年代后，陳創(chuàng)天開始將晶體技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。由于BBO發(fā)表于1984年，但1985年我國才有了專利法，因此LBO才有專利，也是我國第一個有自主知識產(chǎn)權(quán)的非線性光學(xué)晶體。1988年，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所批準(zhǔn)成立中科院福建晶體技術(shù)開發(fā)公司，這是國內(nèi)第一家晶體公司，也是今天的福建福晶科技股份有限公司的前身。完成產(chǎn)業(yè)化之后，LBO晶體的銷量曾一度超過全球市場份額的80%。

為了改善全國晶體材料研究布局，1999年北京人工晶體研究與發(fā)展中心成立，隸屬中科院理化技術(shù)研究所。陳創(chuàng)天擔(dān)任北京人工晶體研究發(fā)展中心主任。

領(lǐng)先國際震撼世界

在BBO、LBO晶體實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，陳創(chuàng)天和他的研究團(tuán)隊并沒有停止研究的步伐，他們針對這兩種晶體不能實現(xiàn)深紫外(指波長短于200nm)倍頻光輸出的缺點，運(yùn)用分子工程學(xué)方法，于1990年發(fā)現(xiàn)了KBBF(KBe2BO3F2)晶體。此晶體的發(fā)現(xiàn)彌補(bǔ)了BBO和LBO兩種晶體不能實現(xiàn)深紫外倍頻光輸出的缺點，從而使得非線性光學(xué)晶體推向了深紫外波段。然而，KBBF晶體具有嚴(yán)重的層狀習(xí)性，晶體在Z方向不易長厚。

從2001年開始，陳創(chuàng)天研究組和山東大學(xué)晶體所蔣民華院士研究組合作，在KBBF單晶生長技術(shù)上獲得突破，隨后陳創(chuàng)天研究組進(jìn)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(shù)，并制作成功光接觸KBBF-CaF2棱鏡耦合倍頻器件，從而克服了KBBF晶體沿Z方向不易長厚的缺點。此項專利技術(shù)已獲得中、美、日三國專利權(quán)，美國直到2016年才掌握KBBF晶體的相關(guān)技術(shù)。

在此基礎(chǔ)上，陳創(chuàng)天帶領(lǐng)研究組又與東京大學(xué)物性所Watanabe教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組合作，在國際上首次實現(xiàn)了Nd:YVO4激光的六倍頻諧波光輸出，初步滿足了科學(xué)家為建造一臺超高分辨率光電子能譜儀所需要的激光光源。

福晶科技生產(chǎn)的Nd:YVO4激光晶體

隨后，他們進(jìn)一步利用日方的光電子發(fā)射接收技術(shù)和瑞典Scienta公司半球光電子能譜分析儀，成功地建造了分辨率達(dá)到國際最高的能譜儀。

2006年底，中國科學(xué)院物理研究所和理化所合作，使用KBBF棱鏡耦合器件，進(jìn)一步研制成功超高分辨角分辨光電子能譜儀，能同時高精度的測量電子在固體中的能量和動量，這進(jìn)一步增強(qiáng)了激光超高分辨率光電子能譜儀對研究高溫超導(dǎo)體和其他固體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(guān)注。美國幾家重要研究實驗室和大學(xué)，例如IBM公司、斯坦福大學(xué)，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。

2013年，陳創(chuàng)天院士與東京大學(xué)物性所繼續(xù)合作，使用直接倍頻方法，獲得了狹帶寬穩(wěn)定的W級193nm平均功率輸出。這些實驗結(jié)果的取得，將對未來激光能譜儀的發(fā)展、光刻技術(shù)、激光精密加工、生物基因工程的發(fā)展起到非常重要的作用，是我國在無機(jī)非線性光學(xué)晶體領(lǐng)域繼續(xù)保持國際領(lǐng)先水平的重要保證。

研究領(lǐng)域

陳創(chuàng)天院士的主要研究領(lǐng)域是光電功能晶體材料。光電功能晶體是光電子技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。利用光電功能晶體能對光波進(jìn)行頻率、偏振、幅度等調(diào)控，被稱為“光學(xué)半導(dǎo)體”。這類晶體在信息、激光高技術(shù)、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域有重大應(yīng)用價值。

陳創(chuàng)天院士在光電功能晶體材料研究領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容包括：

1.晶體材料結(jié)構(gòu)與性能研究;

2.功能晶體材料的分子設(shè)計;

3.新型非線性光學(xué)和電-光材料探索與生長;

4.晶體光學(xué)性能測試與器件設(shè)計研究;

5.非線性光學(xué)晶體的應(yīng)用。

參與科研項目

1.國家“973”計劃項目(2006-2010)“光電功能晶體結(jié)構(gòu)性能、分子設(shè)計、微結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備過程的研究”，課題負(fù)責(zé)人。

2.“深紫外全固激光源前沿裝備自主研制工程”重大專項項目(2006-2009)，首席科學(xué)家。

所獲榮譽(yù)回顧

BBO晶體獲1986年度中科院科技進(jìn)步特等獎，LBO晶體獲1990年度中科院發(fā)明一等獎，1991年度國家發(fā)明一等獎。BBO、LBO晶體還分別于1987、1989年獲美國光電子產(chǎn)業(yè)界頒發(fā)的十大光電子產(chǎn)品獎。1989年獲得首屆陳嘉庚物質(zhì)科學(xué)獎。陳創(chuàng)天院士本人也先后獲得1987年度第三世界科學(xué)院化學(xué)獎，1990年激光集錦(LaserFocusWorld)雜志頒發(fā)的工業(yè)技術(shù)成就獎。

Ti:Sapphire激光的4倍頻、5倍頻輸出和Nd:YVO4激光的6倍頻輸出的成功應(yīng)用，使得他和合作者一起獲得2007年度求是基金會頒發(fā)的求是杰出科技成就集體獎。

2013年8月14日，陳創(chuàng)天院士獲得國際晶體生長協(xié)會最高獎之一——Laudise獎。這是中國科學(xué)家獲得的首個國際晶體生長協(xié)會最高獎。