黃昆：中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)、固體物理、半導(dǎo)體物理學(xué)家
來源：????時間：2015-08-22
黃昆(1919年9月2日—2005年7月6日)，出生于北京，祖籍浙江嘉興。固體物理、半導(dǎo)體物理學(xué)家。1955年被選聘為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1957年加入九三學(xué)社。
黃昆父親黃徵是中國銀行高級職員，母親賀延祉也是銀行職員。母親畢業(yè)于北京女子師范大學(xué)，為人嚴(yán)肅認(rèn)真，對黃昆少年時期的成長，有過很大的影響。黃昆小學(xué)就讀北師大附小、上海光華小學(xué)，中學(xué)在燕大附中、北京通縣潞河中學(xué)度過。黃昆從小聰明好學(xué)，學(xué)習(xí)成績優(yōu)異，高中三年成績始終是全班第一。1937年，黃昆考入燕京大學(xué)物理系，1941年畢業(yè)。在大學(xué)期間，他對世界上新興的量子力學(xué)產(chǎn)生了癡迷的愛好，完成了“海森堡和薛定鍔量子力學(xué)理論的等價性”論文，榮獲學(xué)士學(xué)位。畢業(yè)后在昆明西南聯(lián)合大學(xué)物理系任助教。1942年，黃昆考取西南聯(lián)大理論物理研究生，導(dǎo)師為物理學(xué)家吳大猷。1944年，黃昆完成了題目為“日冕光譜線的激起”的論文，獲北京大學(xué)碩士學(xué)位。畢業(yè)后，在昆明天文臺任助理研究員。1944年8月，黃昆考取公費(fèi)留英，在英國布里斯托大學(xué)讀研究生，1947年獲博士學(xué)位。在此期間，黃昆撰寫了“稀固溶體的X光漫散射”等3篇論文。黃昆給出了這種
漫散射系統(tǒng)理論，21年后得到證實(shí)，理論被國際科技界命名為“黃散射”，成為研究固體中雜質(zhì)狀態(tài)的重要依據(jù)。通過黃散射的研究可以得到溶質(zhì)原子周圍位移場的情況。1947年5月，黃昆到英國愛丁堡大學(xué)物理系，與當(dāng)代物理學(xué)大師、諾貝爾獎獲得者M(jìn)玻恩(Born)合作，共同撰寫《晶格動力學(xué)理論》專著。在玻恩為該書寫的序言中提到“本書之最終形式和撰寫應(yīng)基本上歸功于黃昆博士”。黃昆與玻恩合著的《晶格動力學(xué)理論》一書是國際公認(rèn)的這一學(xué)科領(lǐng)域的權(quán)威著作，哺育了世界上幾代科學(xué)家的成長。1948年初，黃昆接受英國利物浦大學(xué)理論物理系主任佛羅利希(Frohich)的聘請，成為該系的博士后研究員。在利物浦大學(xué)工作期間，黃昆在科學(xué)事業(yè)上取得了豐碩的成果。他特別關(guān)注固體發(fā)光中心、半導(dǎo)體深能級等區(qū)域電子態(tài)、晶格原子的平衡位移和晶格中電子間相互作用。1950年黃昆與合作者首次提出了多聲子的輻射和無輻射躍遷的量子理論，即“黃—佩卡爾理論”。1951年黃昆首次提出了晶體中聲子與電磁波的耦合振蕩模式及有關(guān)的基本方程。
1963年被拉曼散射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，被命名為電磁聲子，后來發(fā)現(xiàn)其他物質(zhì)振動也有類似的與電磁波的耦合振蕩模式，統(tǒng)稱為極化激元?，F(xiàn)在極化激元已經(jīng)成為分析固體某些光學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)，黃昆當(dāng)時提出的方程，被稱為“黃方程”。1951
年黃昆回國，到北京大學(xué)物理系任教。黃昆在利物浦大學(xué)期間，結(jié)識了英國女同事A里斯(Rhys)，并建立了誠摯深厚的友誼。1952年4月，里斯來到中國，與黃昆結(jié)婚，后也在北京大學(xué)物理系工作。在北京大學(xué)，黃昆先后任北京大學(xué)物理系教授、副主任，半導(dǎo)體教研室主任。他與其他教學(xué)人員一起，建立了有中國特色的普通物理教學(xué)體系。他們強(qiáng)調(diào)立論要嚴(yán)謹(jǐn)、物理圖像要清晰、講授要深入淺出。直到現(xiàn)在，北大理科基礎(chǔ)教學(xué)還發(fā)揚(yáng)著他們講課的傳統(tǒng)。1956年，國家制訂了十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，把半導(dǎo)體列為國家重點(diǎn)科技研究項(xiàng)目。黃昆和其他科學(xué)家一起，制訂了我國發(fā)展半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的規(guī)劃并組織其實(shí)施，成為我國半導(dǎo)體物理學(xué)科的開創(chuàng)者之一。20世紀(jì)60年代初期，在當(dāng)時國家
科委領(lǐng)導(dǎo)下，黃昆及時提出了應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的意見，并率先在北京大學(xué)組織了固體物理領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究——固體能譜研究，建立了研究室和實(shí)驗(yàn)室。
在工作中他強(qiáng)調(diào)理論研究與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，理論研究與發(fā)展新材料、新器件結(jié)合，推動了全國固體物理基礎(chǔ)研究的發(fā)展。他還建議把固體物理列為我國物理專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，作為物理專業(yè)課程設(shè)置上最顯著的一項(xiàng)改革，以趕上當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐。他親自主講了這門課，編著出版了《固體物理學(xué)》。這些措施對我國固體物理的研究和教學(xué)，起了重要的作用。十年動亂期間，黃昆和大多數(shù)知名科學(xué)家一樣，受到了不公正的待遇，但是他總是努力為黨、為祖國、為社會主義事業(yè)做盡可能多的工作。他傾注了大量的心血，先后編寫出《半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)》和《晶體管—晶體管數(shù)字集成電路》。1977年，黃
昆調(diào)任中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所所長。他在組織全所科研工作，完成國家任務(wù)的同時，十分重視全所學(xué)術(shù)水平的提高。他親自給研究人員講課，組織全所的學(xué)術(shù)交流。他還在“晶體中電子非輻射躍遷理論”、“半導(dǎo)體量子阱和超晶格理論”的研究上取得了新的成就，發(fā)表論文20余篇。在黃昆主持下，半導(dǎo)體研究所成立了我國半導(dǎo)體超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開創(chuàng)并發(fā)展了我國在這一材料科學(xué)和固體物理中的嶄新領(lǐng)域的研究工作。黃昆不僅是一位優(yōu)秀的科學(xué)家，也是一位優(yōu)秀的教育家。他對新中國高等院校物理專業(yè)的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。他在普通物理課程體系、半導(dǎo)體物理教育體系以及固體物理等課程的教學(xué)建設(shè)方面做出了一系列奠基性的工作，為國家培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的科技人才。黃昆十分重視教材的建設(shè)。
他一向認(rèn)為：“對
于科學(xué)著作，特別是具有教材性質(zhì)的書籍，一項(xiàng)起碼的要求是問題的講解必須明確具體、基本概念和理論的闡述必須明確。”黃昆編著的《半導(dǎo)體物理學(xué)》(與謝希德合著)和《固體物理學(xué)》就是以講解透徹精辟而著稱。《半導(dǎo)體物理學(xué)》一書從理論上深入闡述了半導(dǎo)體中十分廣泛的物理現(xiàn)象，這樣的著作在國內(nèi)外都是第一部。這兩本著作成為我國固體物理和半導(dǎo)體物理專業(yè)學(xué)生和研究人員必讀的著作。黃昆是我國半導(dǎo)體物理學(xué)科教育事業(yè)的開創(chuàng)者之一。1955年中國物理學(xué)會在北京舉辦了一個半導(dǎo)體報(bào)告會，主講人是黃昆、王守武、洪朝生、湯定元4位教授。然后，黃昆和他們一起在北大第一次講授了半導(dǎo)體物理課。為了更多、更迅速培養(yǎng)從事發(fā)展半
導(dǎo)體事業(yè)的專業(yè)人員，1956年暑期，北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、廈門大學(xué)和吉林大學(xué)五校，在北京大學(xué)聯(lián)合開辦我國第一個半導(dǎo)體專業(yè)，黃昆任主任、謝希德為副主任。在黃昆、謝希德領(lǐng)導(dǎo)下，五校師生團(tuán)結(jié)協(xié)作，先后開設(shè)了固體物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體材料、晶體管電路、半導(dǎo)體器件等全面的半導(dǎo)體專業(yè)課程，并于1957年和1958年，培養(yǎng)出了200多名首批半導(dǎo)體專業(yè)的畢業(yè)生。這200余名畢業(yè)生，成為我國新興半導(dǎo)體事業(yè)的第一批骨干。對我國從我到有建立和發(fā)展半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)工業(yè)體系起了重要作用。隨后，全國許多高校紛紛仿效成立了半導(dǎo)體專業(yè)，還建立了研究所和生產(chǎn)半導(dǎo)體材料和器件的車間，使我國半導(dǎo)體學(xué)科和半導(dǎo)體技術(shù)獨(dú)立自主地發(fā)展起來。近2
0多年來，隨著固體工藝技術(shù)的發(fā)展，人們已能用不同的半導(dǎo)體材料，按預(yù)定的設(shè)計(jì)制成周期性的層狀結(jié)構(gòu)，層的厚度是與電子的德布羅意波長相當(dāng)而遠(yuǎn)小于載流子的平均自由程，這樣就開辟了材料科學(xué)和固體物理中一個嶄新的領(lǐng)域：半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體超晶格。黃昆很早就認(rèn)識到這一新的發(fā)展的重大理論意義和可能的重大實(shí)用價值，并指導(dǎo)中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所開展這一領(lǐng)域的研究工作?，F(xiàn)在半導(dǎo)體研究所已成立了我國的半導(dǎo)體超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，建立了包括分子束外延生長異質(zhì)結(jié)構(gòu)和超晶格、異質(zhì)結(jié)構(gòu)和超晶格的結(jié)構(gòu)研究、光學(xué)性質(zhì)研究和輸運(yùn)性質(zhì)研究等方面的研究組，產(chǎn)生了一批高質(zhì)量的研究成果。
黃昆還親自組織了半導(dǎo)體超晶格的理論研究，發(fā)表了10多篇科學(xué)論文。他和他的學(xué)生詳細(xì)地分析了Ⅲ*.Ⅴ族化合物的量子阱和超晶格的空穴帶的電子狀態(tài)，發(fā)展了一種適用于超晶格結(jié)構(gòu)的簡單有效的計(jì)算方法，從而對量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)中空穴子帶的性質(zhì)、價帶雜化和外加電場等對量子阱和超晶格中激子吸收的影響作了理論計(jì)算。他和他的學(xué)生又系統(tǒng)地研究了超晶格中的長波光學(xué)振動模式，指出流行的連續(xù)介電模型的結(jié)果是不對的，基于他在1951年提出的偶極振子晶格模型，他們提出了一個能描述迄今了解的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的理論模型，得到了在一維和二維的量子系統(tǒng)中縱向光學(xué)振動和橫向光學(xué)振動的類體模的正確的描述。他們的這項(xiàng)工作將對理解半導(dǎo)體超晶格的光學(xué)性質(zhì)、光散射效應(yīng)、電子和格波的相互作用起重要的作用。黃昆與朱邦芬提出的超晶格光學(xué)聲子模式，被稱為“黃—朱模型”。
黃昆是一位國際知名的固體物理學(xué)家，取得多項(xiàng)國際水平的成果，有著巨大的貢獻(xiàn)和巨大的影響。他被選為第三世界科學(xué)院院士、瑞典皇家科學(xué)院院士。1959年，他參加了第一屆全國群英會，1959年參加中國共產(chǎn)黨，被評為中央國家機(jī)關(guān)優(yōu)秀黨員，全國勞動模范。1963年當(dāng)選為第三屆全國人民代表大會代表，連續(xù)當(dāng)選五、六、七、八屆全國政協(xié)常務(wù)委員。在2001年國家科技獎勵評選中，黃昆獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎，贏得了我國科學(xué)技術(shù)界最高的榮譽(yù)，江澤民主席親自為黃昆院士頒發(fā)了證書。
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