閔乃本：九三學(xué)社中央原顧問、中國(guó)科學(xué)院院士
來源：????時(shí)間：2007-07-30在2006年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，九三學(xué)社中央顧問、中國(guó)科學(xué)院院士、南京大學(xué)物理系閔乃本領(lǐng)銜的《介電體超晶格材料的設(shè)計(jì)、制備、性能和應(yīng)用》喜獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。這是自1999年國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)制度改革以來，內(nèi)地高校獨(dú)立完成的第一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)之際，閔乃本吐露心聲，情真意切：“這一項(xiàng)目從提出基本概念、建立基本理論、證實(shí)基本效應(yīng)一直做到最終研制成功全新的原型器件，歷經(jīng)19年。這不是一個(gè)人能完成的，也不是我們得獎(jiǎng)的這5個(gè)人完成的，還有陳延峰、王振林、王慧田和何京良等教授，以及名字沒有寫進(jìn)證書的許多人，包括許多研究生，他們都是貢獻(xiàn)者。應(yīng)該說，這項(xiàng)成果的取得是團(tuán)結(jié)合作、勇于創(chuàng)新的結(jié)晶。”
一
創(chuàng)新是閔乃本課題組摘得本屆國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)的關(guān)鍵所在。對(duì)于創(chuàng)新，閔乃本有著自己的獨(dú)到見解，在繼承前人的基礎(chǔ)上加以發(fā)展，在發(fā)展當(dāng)代前沿的過程中才能創(chuàng)新?；蛘哒f，在繼承中發(fā)展，在發(fā)展中創(chuàng)新。這實(shí)際有一個(gè)積累過程，是一個(gè)自然過程，不能以功利為目的，不能急于求成，要甘坐冷板凳?！ ?/p>
“我們這個(gè)獲獎(jiǎng)?wù)n題的設(shè)想不是憑空從天上掉下來，而是有所繼承。”1962年，美國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)得主布洛姆伯根（Bloembergen）提出了準(zhǔn)位相匹配理論，但是這個(gè)理論一直沒有辦法得到驗(yàn)證。直到上個(gè)世紀(jì)70年代末，在
1984年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的一種新的形態(tài)——準(zhǔn)晶。雖然新物質(zhì)形態(tài)的發(fā)現(xiàn)往往都有新應(yīng)用的出現(xiàn)，但隨后的相關(guān)研究工作卻大都集中在基礎(chǔ)研究方面。1986，閔乃本考慮提出介電體超晶格的概念時(shí)開始設(shè)想：“是否可將準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)引入到介電體超晶格中，構(gòu)建準(zhǔn)周期超晶格？”經(jīng)過兩三年的探索，閔乃本和他的學(xué)生朱永元等建立了準(zhǔn)周期超晶格的多重準(zhǔn)位相匹配理論，預(yù)言“一塊準(zhǔn)周期的介電體超晶格有可能將一種顏色激光同時(shí)轉(zhuǎn)換成三四種顏色的激光！”雖然當(dāng)時(shí)還沒有實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們不敢下定論，但這一理論預(yù)言已讓他們興奮不已。然而，讓大家沒有想到的是，他們的這項(xiàng)研究成果于1990年在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《物理評(píng)論B 》上發(fā)表后并未引起學(xué)術(shù)界的重視。閔乃本心里很不是滋味，他下定決心要制備出準(zhǔn)周期的介電體超晶格。其后的兩年里，課題組一直在思考制備介電體超晶格的新工藝，卻總也沒有找到突破口，這也是他們?cè)?9年中最為苦悶的時(shí)候?！?/p>
1992年，閔乃本到香港中文大學(xué)訪問，有一天，忽然看到一篇報(bào)道說，日本科學(xué)家利用半導(dǎo)體平面工藝制成了周期結(jié)構(gòu)光波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了激光倍頻。“半導(dǎo)體平面工藝任何圖樣都能做，既然周期結(jié)構(gòu)能行，那準(zhǔn)周期也應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)！”這個(gè)想法一下觸發(fā)了閔乃本的靈感。閔乃本趕緊把這篇文章傳真到祝世寧的實(shí)驗(yàn)室，祝世寧很快反應(yīng)過來，開始探索制備超晶格的新技術(shù)。他和實(shí)驗(yàn)室其他人員一起設(shè)計(jì)圖案、光刻、做電極……1996年，祝世寧和朱永元經(jīng)過一年多的努力，終于制備出了同時(shí)能出兩種顏色激光的準(zhǔn)周期介電體超晶格，并成功地用漂亮的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了他們建立的多重準(zhǔn)位相匹配理論。這項(xiàng)成果發(fā)表在世界級(jí)學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》上，引起了廣泛的重視，入選科技部1998年度我國(guó)基礎(chǔ)研究十大新聞。國(guó)際光電子產(chǎn)業(yè)界的重要刊物《激光世界》（Laser Focus World）在“新突破”（Breakthrough）欄目中這樣報(bào)道：“南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員展示了……準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)在非線性光學(xué)研究領(lǐng)域中一個(gè)可能的重要應(yīng)用。”
閔乃本課題組經(jīng)過近20年的努力，為準(zhǔn)位相匹配材料的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，使國(guó)際上同行科學(xué)家逐漸關(guān)注介體電超晶格的應(yīng)用前景。由于隨后美國(guó)斯坦福大學(xué)一批科學(xué)家的介入，更使這一冷門領(lǐng)域逐漸走向熱門，而此前，研究組坐了十年冷板凳。一組清晰的數(shù)據(jù)佐證了這段歷史：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1980至1990年這10年艱苦積累時(shí)期，國(guó)際上相關(guān)論文總數(shù)約有二十余篇，閔乃本研究組就貢獻(xiàn)了9篇。
二
回望20年來的科研之路，閔乃本直言：“在19年的整個(gè)研究過程中，功勞不能歸在我一個(gè)人頭上，我不過年長(zhǎng)一點(diǎn)。實(shí)際上，
1984年，從美國(guó)訪問歸來的閔乃本開始組建研究團(tuán)隊(duì)，一邊培養(yǎng)學(xué)生一邊開拓研究。 朱永元、祝世寧、陸亞林、陸延青等相繼進(jìn)入
作為學(xué)術(shù)帶頭人，閔乃本深知，在中國(guó)，對(duì)年輕人僅有學(xué)術(shù)上的關(guān)心并不夠，還必須關(guān)心、改善他們的生活，為他們安心科研工作創(chuàng)造條件。上個(gè)世紀(jì)90年代初，有一次閔乃本去北京參加學(xué)術(shù)會(huì)議，在南京開往北京的臥鋪車廂里，認(rèn)識(shí)了一位企業(yè)家
不僅要留住人才，還要對(duì)人才進(jìn)行培養(yǎng)。當(dāng)自己的學(xué)生留下來成為了合作者后，閔乃本更是不遺余力地幫助他們走出國(guó)門，拓寬知識(shí)面。閔乃本課題組的每一位成員都在工作了兩三年取得一些成就后，以專家的身份赴歐美等國(guó)最有名的研究組從事合作研究。陸延青理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰鎮(zhèn)?，在?dǎo)師的支持下，畢業(yè)后到美國(guó)的大學(xué)工作了一段時(shí)間，而后進(jìn)入美國(guó)高技術(shù)公司從事研究開發(fā)，因而取得了豐富的光電子產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，在美國(guó)的五六年閱歷讓他有了更多的收獲，最近剛剛回國(guó)的陸延青坦言：“即使在國(guó)外的那段時(shí)間，我也沒有真正離開過南大，而是一直通過電子郵件與
三
隨著國(guó)家自然科學(xué)基金的設(shè)立，“863”計(jì)劃、“攀登計(jì)劃”、“973”計(jì)劃的實(shí)施，以及國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建立，課題組所在的南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)相繼購(gòu)置了激光器、電子顯微鏡、聚焦離子束等現(xiàn)代化儀器和設(shè)備，科研條件大大改善。尤其是1995～1997年取得的巨大成功，更讓閔乃本對(duì)該研究方向的選擇充滿了信心。
閔乃本說：“我們國(guó)家和世界發(fā)達(dá)國(guó)家存在差距，要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，我們這些科學(xué)工作者要立足于前沿，要付出更多的艱辛，這是中國(guó)科學(xué)家的歷史責(zé)任。”“和發(fā)達(dá)國(guó)家不同的是，我們的基礎(chǔ)研究成果如果不再花一點(diǎn)時(shí)間將它演示出來，就不能吸引工業(yè)界或應(yīng)用界的關(guān)注。我們處在發(fā)展中國(guó)家，要付出更多的努力再往前走幾步，這樣才能被產(chǎn)業(yè)界認(rèn)識(shí)，使這些成果早日對(duì)人類、對(duì)我們的國(guó)家有所貢獻(xiàn)。”基于這一認(rèn)識(shí)，課題組將已經(jīng)取得的基礎(chǔ)研究成果與全固體激光技術(shù)相結(jié)合，齊心協(xié)力，終于在2005年利用自巳研制的介電體超晶格，研制成功全固態(tài)超晶格紅、綠、藍(lán)三基色和白光激光器。對(duì)一個(gè)以基礎(chǔ)研究為主的課題組而言，要完成一臺(tái)技術(shù)復(fù)雜的原型器件其難度可想而知，更何況他們不但制出了樣機(jī)，還取得了4項(xiàng)國(guó)內(nèi)發(fā)明專利和1項(xiàng)美國(guó)發(fā)明專利?！ ?/p>
據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來國(guó)際上從事該領(lǐng)域研究的研究組越來越多，從1997～2005年間，國(guó)際上相關(guān)論文總數(shù)達(dá)兩千余篇，課題組在此期間貢獻(xiàn)了46篇，約占總數(shù)的2%；這8年中，相關(guān)論文開始陸續(xù)出現(xiàn)在《自然》、《科學(xué)》和物理學(xué)的頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上。 課題組先后在《科學(xué)》上發(fā)表論文3篇，在PRL上發(fā)表論文7篇，約占這三種學(xué)術(shù)期刊上該類論文總數(shù)的一半左右。課題組的研究結(jié)果被美、英、法、俄羅斯、日本等20余個(gè)國(guó)家的著名大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的研究組所引用。閔乃本、朱永元、祝世寧在國(guó)際會(huì)議上作邀請(qǐng)報(bào)告20余次，應(yīng)國(guó)際學(xué)術(shù)刊物之邀撰寫了4篇綜述性文章。
“做科學(xué)工作，我體會(huì)的是自討苦吃，沒有鐘點(diǎn)，沒有假期，沒有周末，一有時(shí)間想到的就是科研，尤其在沒有突破的時(shí)候非常痛苦。當(dāng)然，入了迷以后就樂在其中，一旦理論結(jié)果或科學(xué)預(yù)言被實(shí)驗(yàn)證實(shí)了，這種成功的喜悅是別的任何一個(gè)人都不能體會(huì)到的，只有自己能懂。”閔乃本笑著說。在他的團(tuán)隊(duì)里，沒有人規(guī)定什么時(shí)候上班、什么時(shí)候下班，但每一位成員吃完晚飯都會(huì)自覺地趕到實(shí)驗(yàn)室，直到晚上十一、二點(diǎn)才離開，大家已習(xí)以為常，19年來如一日?！ ?/p>
朱永元當(dāng)年進(jìn)入南大閔乃本課題組后，不得不和在蘇州工作的愛人分居兩地，一分就是8年。這8年間，他整天泡在實(shí)驗(yàn)室做研究，甚至常常睡在實(shí)驗(yàn)室里，用他自己的話說：“那個(gè)時(shí)候，實(shí)驗(yàn)室就是我的家”；祝世寧清楚地記得，早年科研條件簡(jiǎn)陋，許多實(shí)驗(yàn)儀器都得向別人借。為了不耽誤別人使用，保證不出問題，儀器工作時(shí)自己就在旁邊守著，生怕漏掉一個(gè)結(jié)果，而且有些實(shí)驗(yàn)一做就是幾天。后來?xiàng)l件好了，但事務(wù)性工作也多了，經(jīng)常是8小時(shí)內(nèi)做教學(xué)、行政，8小時(shí)之后才能潛心做科研。對(duì)課題組的科研工作者而言，假期是自己科研的黃金時(shí)間。學(xué)生們也充滿敬意地說，為了充分利用時(shí)間，很多導(dǎo)師幾乎都要干到大年三十才“收工”。在導(dǎo)師們的榜樣作用下，實(shí)驗(yàn)室的許多研究生堅(jiān)持與導(dǎo)師一道，把手頭的事情處理完畢后才各自回家過年。在記者的采訪中，每當(dāng)涉及此事，導(dǎo)師們無不表現(xiàn)出深深的內(nèi)疚?！?/p>
閔乃本對(duì)介電超晶格的應(yīng)用前景有著更多的憧憬。“我們知道，一般的固體激光器只能出一種顏色的激光，用了我們的介電超晶格以后可同時(shí)出紅綠藍(lán)三種顏色的激光，或更多顏色的激光，這就為當(dāng)代激光技術(shù)開拓了新應(yīng)用，也開拓了光學(xué)和非線性光學(xué)的新領(lǐng)城。除了三基色激光器可以用于彩色顯示外，還有許多事情可以做：如多波長(zhǎng)激光器有可能去發(fā)展一種激光醫(yī)療儀器，它的好處在于：例如有些病癥的病灶對(duì)某一個(gè)波長(zhǎng)的激光比較敏感，就可以用它來檢測(cè)和定位，然后再用另一波長(zhǎng)的激光對(duì)它進(jìn)行手術(shù)治療。當(dāng)然，目前這只是可能的設(shè)想，還沒有做出來。如果有醫(yī)療界、企業(yè)界愿意做，我們會(huì)很高興與他們一起來討論。”
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