上個世紀80年代，美國人研發了KTP晶體。這是一種新型高效非線性光學材料,具有優異的性能,可廣泛應用于民用、軍工等領域。美國政府把KTP晶體作為高度保密的高科技產品，嚴格限制對非盟國出口。這種非常昂貴的“戰略物資”，即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。時價折合一萬多元人民幣一克，人家還不賣給我們，因為我們是被“禁運”國家。
以蔣民華院士為代表的山東大學晶體材料研究所科研團隊，“長”出為中國人爭氣的KTP晶體，打破了技術壟斷，并出口美國、日本等。
此后，一系列“中國晶”蓬勃生長，其中之一的KBBF族晶體，為中國獨有。國外搞了多年，就是“長”不成。這回是他們想出高價購買，對不起，此乃“非賣品”也! 2009年2月，國際著名的“Nature”雜志以“China’s crystal cache”為題，采訪了KBBF的主要發明者，中科院理化所陳創天院士。文中提到西方發達國家許多單位和個人想使用該晶體卻買不到的困境。
10月17日，記者來到濟南，采訪了山東大學晶體材料研究所所長、晶體材料國家重點實驗室主任陶緒堂教授。
■ 萬元難買一克晶
剛剛送走參加“山東大學百年校慶”的嘉賓，陶緒堂教授就馬不停蹄地接受了記者的采訪。他說，如果我的恩師蔣民華院士能夠接受您的采訪就好了。非常沉痛的是，5月6日，蔣老師永遠離開了我們……他為中國晶體材料事業做出的杰出貢獻，將永留史冊。1956年，蔣老師從山東大學畢業以后，到廈門大學盧嘉錫院士那里進修學習一段時間，回來就做大晶體。我們所的歷史與中國大晶體研究是同步的。幾十年來，幾代人堅持不懈地做下來。上個世紀60年代，我國潛艇上的一些聲吶探測器件，用的就是我們的酒石酸鉀鈉晶體。1964年，山東大學獲得的第一個國家級獎項就是磷酸二氫銨大晶體。
我們的談話，自然說到曾經被“卡脖子”的過去。
KTP晶體，是美國杜邦公司首先做出來的。它是一種新型高效非線性光學材料，具有非常優異的性能，能夠廣泛應用于激光醫療、激光加工、通訊、光盤等領域。美國政府把KTP晶體作為高度保密的高技術產品，是“戰略物資”，進行非常嚴格的管理，即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。嚴格限制對非盟國出口，對社會主義國家實行技術禁運。
那個時候，這個晶體價錢非常貴。上個世紀80年代，一克要一萬多元人民幣，比金子貴好多倍! 做一個器件，最少也要幾十克。而且，這么貴你也買不到。人家就是要卡我們的脖子。
材料科學太重要了。老一輩科學家講，一代材料、一代器件、一代產品。材料是基礎。基礎不行，別的就很難搞。蔣老師一直強調，搞材料，一是要問有沒有什么功能；二是有什么用途。就是要有責任感、有志氣，為國家需要服務、為民族自強爭光。
美國人的方法是用高溫高壓來生長KTP晶體。蔣先生說我們不能按他們的方法來做。那樣做出來了，也算人家的技術。我們就采用一種新的方法來生長這個晶體。我們用“助熔劑”的方法來長。1984年下半年，我們用自己的技術生長出了KTP晶體。
原來，他們只能長出指甲蓋大小，晶體只是部分透明。我們長出的晶體有幾百克重!整個全是透明的。
1986年，蔣老師把KTP晶體帶到廣交會上，開了中國高技術產品向西方工業國家出口的先河。以前，是美國人“卡”我們，打破了他們的技術壟斷之后，反過來，是我們的晶體出口到美國、日本等國家。
還有一個有趣的故事，1987年，美國賣給我國一臺激光器，附加條件是其中的KTP技術不能賣給中國。當時正在美國的中國科學院晶體專家陳創天笑著對美國人說，現在我們長出的KTP比你們的好多了!美國人只好笑著說，這是美國國務院的官僚主義!
■ 揚眉吐氣“中國晶”
2004年，美國一家激光專業雜志載文說，第四代光存儲技術的實現要等中國的晶體。 這個預言并非空穴來風，而是基于一個現實——在人工晶體研究方面，中國走在世界前列。
繼KTP晶體打破西方壟斷之后，一個又一個具有自主知識產權的“中國晶”在中國蓬勃生長，比如BBO晶體、LBO晶體、KBBF族晶體等。其中，KBBF族非線性光學晶體是到目前為止中國獨有的。
陶教授介紹說，這個讓中國人揚眉吐氣的“中國晶”，是我國科研合作的一個典范，是國內幾家科研單位通力合作的結果。
KBBF晶體是我們中國人發現的。1990年，中國科學院陳創天院士課題組，依據他們獨創的理論,發現了KBBF。這是個非常好的晶體，是唯一可以用于200納米以下真空紫外的晶體。但是，KBBF具有類似云母的層狀特性,成核很難,長大就更難。不能下種子，只能自發成核生長。下種子它就生長不出來，這是很特殊的晶體。這個晶體一直長不厚。為什么國外到目前還長不出來？就是這個道理。
原來，陳老師他們的KBBF也只能長到0.8毫米厚，無法評價其性能。由于我們重點實驗室在助熔劑生長KTP等晶體方面積累了豐富的經驗，陳老師就找到蔣老師，商量合作開展KBBF晶體攻關。結果，我們只用一年多的時間，就讓它長到了2.8個毫米。有了這個2.8毫米的厚度，中科院物理所許祖彥院士課題組就可以測試晶體的性能了。測試結果又反饋到生長研究組，反復改進工藝后，得到了比較理想的晶體。這一協作鏈條中，缺一不可。
大家非常高興，通過我們三家科研單位的通力合作，使這個東西成為又一個“中國晶”。而且，是我們中國獨有的!
以前，我們的“中國牌”晶體搞出來，外國人也很快跟著做出來。到目前，這個KBBF晶體他們還沒做出來。包括美國、日本、歐洲的許多研究人員都想買這個晶體，因為有了這個晶體，就可以做很多獨一無二的東西。近年，國家撥出專款，在中科院的多個研究所，用這個晶體產生的深紫外光源，建設了8臺套獨步世界的先進設備，包括深紫外激光拉曼光譜儀、深紫外激光發射電子顯微鏡等獨有的科研利器，居深紫外領域國際領先地位。
#p#分頁標題#e#我們對KBBF晶體的貢獻，是通過我們的晶體生長技術，讓KBBF晶體從0.8毫米，長到了2.8毫米的厚度。作為光學晶體，達到一定厚度才能加工。我們蔣老師說過：“晶體長大方成材。”就是說，塊狀晶體必須要長到一定尺寸才能派上用場。
國際上對KBBF很看好，認為它是第四代光存儲優選材料，可能成為新一代光刻系統中準直部分的優選光源。
KBBF族非線性光學晶體是我們中國整個晶體界的一個驕傲。應該也是我們民族的驕傲!這是那些老先生畢生努力的結果，也是我國科研合作的一個典范。不同單位、不同的研究方向，為了一個目標，大家通力合作。我們現在還在合作。這正是我們獨特的優勢。
上世紀８０年代，美國國家基金會、能源部等曾聯合召開非線性光學晶體研討會，主題是“為什么十多年來優秀的非線性光學晶體都是中國人和歐洲人發明的”。他們得出結論，一是中國人在此領域有長達數十年的堅持，另一個原因就是團結協作。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
