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上個(gè)世紀(jì)80年代，美國人研發(fā)了KTP晶體。這是一種新型高效非線性光學(xué)材料,具有優(yōu)異的性能,可廣泛應(yīng)用于民用、軍工等領(lǐng)域。美國政府把KTP晶體作為高度保密的高科技產(chǎn)品，嚴(yán)格限制對非盟國出口。這種非常昂貴的“戰(zhàn)略物資”，即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。時(shí)價(jià)折合一萬多元人民幣一克，人家還不賣給我們，因?yàn)槲覀兪潜?ldquo;禁運(yùn)”國家。
以蔣民華院士為代表的山東大學(xué)晶體材料研究所科研團(tuán)隊(duì)，“長”出為中國人爭氣的KTP晶體，打破了技術(shù)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(dú)有。國外搞了多年，就是“長”不成。這回是他們想出高價(jià)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(fā)明者，中科院理化所陳創(chuàng)天院士。文中提到西方發(fā)達(dá)國家許多單位和個(gè)人想使用該晶體卻買不到的困境。
10月17日，記者來到濟(jì)南，采訪了山東大學(xué)晶體材料研究所所長、晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(xué)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(yuǎn)離開了我們……他為中國晶體材料事業(yè)做出的杰出貢獻(xiàn)，將永留史冊。1956年，蔣老師從山東大學(xué)畢業(yè)以后，到廈門大學(xué)盧嘉錫院士那里進(jìn)修學(xué)習(xí)一段時(shí)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(jiān)持不懈地做下來。上個(gè)世紀(jì)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(xué)獲得的第一個(gè)國家級獎(jiǎng)項(xiàng)就是磷酸二氫銨大晶體。
我們的談話，自然說到曾經(jīng)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(xué)材料，具有非常優(yōu)異的性能，能夠廣泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、激光加工、通訊、光盤等領(lǐng)域。美國政府把KTP晶體作為高度保密的高技術(shù)產(chǎn)品，是“戰(zhàn)略物資”，進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理，即使摔碎了,也要把碎片搜集起來上交。嚴(yán)格限制對非盟國出口，對社會主義國家實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)。
那個(gè)時(shí)候，這個(gè)晶體價(jià)錢非常貴。上個(gè)世紀(jì)80年代，一克要一萬多元人民幣，比金子貴好多倍! 做一個(gè)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(xué)太重要了。老一輩科學(xué)家講，一代材料、一代器件、一代產(chǎn)品。材料是基礎(chǔ)。基礎(chǔ)不行，別的就很難搞。蔣老師一直強(qiáng)調(diào)，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(zé)任感、有志氣，為國家需要服務(wù)、為民族自強(qiáng)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(shù)。我們就采用一種新的方法來生長這個(gè)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(shù)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(gè)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(shù)產(chǎn)品向西方工業(yè)國家出口的先河。以前，是美國人“卡”我們，打破了他們的技術(shù)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(gè)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(shù)不能賣給中國。當(dāng)時(shí)正在美國的中國科學(xué)院晶體專家陳創(chuàng)天笑著對美國人說，現(xiàn)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(wù)院的官僚主義!
■ 揚(yáng)眉吐氣“中國晶”
2004年，美國一家激光專業(yè)雜志載文說，第四代光存儲技術(shù)的實(shí)現(xiàn)要等中國的晶體。 這個(gè)預(yù)言并非空穴來風(fēng)，而是基于一個(gè)現(xiàn)實(shí)——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(gè)又一個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)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(xué)晶體是到目前為止中國獨(dú)有的。
陶教授介紹說，這個(gè)讓中國人揚(yáng)眉吐氣的“中國晶”，是我國科研合作的一個(gè)典范，是國內(nèi)幾家科研單位通力合作的結(jié)果。
KBBF晶體是我們中國人發(fā)現(xiàn)的。1990年，中國科學(xué)院陳創(chuàng)天院士課題組，依據(jù)他們獨(dú)創(chuàng)的理論,發(fā)現(xiàn)了KBBF。這是個(gè)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(fā)成核生長。下種子它就生長不出來，這是很特殊的晶體。這個(gè)晶體一直長不厚。為什么國外到目前還長不出來？就是這個(gè)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(jià)其性能。由于我們重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在助熔劑生長KTP等晶體方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，陳老師就找到蔣老師，商量合作開展KBBF晶體攻關(guān)。結(jié)果，我們只用一年多的時(shí)間，就讓它長到了2.8個(gè)毫米。有了這個(gè)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(jié)果又反饋到生長研究組，反復(fù)改進(jìn)工藝后，得到了比較理想的晶體。這一協(xié)作鏈條中，缺一不可。
大家非常高興，通過我們?nèi)铱蒲袉挝坏耐献鳎惯@個(gè)東西成為又一個(gè)“中國晶”。而且，是我們中國獨(dú)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(gè)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(gè)晶體，因?yàn)橛辛诉@個(gè)晶體，就可以做很多獨(dú)一無二的東西。近年，國家撥出專款，在中科院的多個(gè)研究所，用這個(gè)晶體產(chǎn)生的深紫外光源，建設(shè)了8臺套獨(dú)步世界的先進(jìn)設(shè)備，包括深紫外激光拉曼光譜儀、深紫外激光發(fā)射電子顯微鏡等獨(dú)有的科研利器，居深紫外領(lǐng)域國際領(lǐng)先地位。
我們對KBBF晶體的貢獻(xiàn)，是通過我們的晶體生長技術(shù)，讓KBBF晶體從0.8毫米，長到了2.8毫米的厚度。作為光學(xué)晶體，達(dá)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(rèn)為它是第四代光存儲優(yōu)選材料，可能成為新一代光刻系統(tǒng)中準(zhǔn)直部分的優(yōu)選光源。
KBBF族非線性光學(xué)晶體是我們中國整個(gè)晶體界的一個(gè)驕傲。應(yīng)該也是我們民族的驕傲!這是那些老先生畢生努力的結(jié)果，也是我國科研合作的一個(gè)典范。不同單位、不同的研究方向，為了一個(gè)目標(biāo)，大家通力合作。我們現(xiàn)在還在合作。這正是我們獨(dú)特的優(yōu)勢。#p#分頁標(biāo)題#e#
上世紀(jì)８０年代，美國國家基金會、能源部等曾聯(lián)合召開非線性光學(xué)晶體研討會，主題是“為什么十多年來優(yōu)秀的非線性光學(xué)晶體都是中國人和歐洲人發(fā)明的”。他們得出結(jié)論，一是中國人在此領(lǐng)域有長達(dá)數(shù)十年的堅(jiān)持，另一個(gè)原因就是團(tuán)結(jié)協(xié)作。
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