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科坛泰斗 物理大家——黄昆

时间:2009-08-01 00:00来源:本站原创 作者:佚名 点击:
黄昆(1919—2005),出生于北京,祖籍浙江嘉兴。固体物理、半导体物理学家。1955年被选聘为中国科学院学部委员(院士)。1957年加入九三学社。
    黄昆从小聪明好学,学习成绩优异。1937年,黄昆考入燕京大学物理系,1941年毕业。毕业后在昆明西南联合大学物理系任助教。1942年,黄昆考取西南联大理论物理研究生,导师为物理学家吴大猷。毕业后,在昆明天文台任助理研究员。1944年8月,黄昆考取公费留英,在英国布里斯托大学读研究生,1947年获博士学位。在此期间,黄昆撰写了“稀固溶体的X光漫散射”等3篇论文。黄昆给出的这种漫散射系统理论,21年后得到证实,理论被国际科技界命名为“黄散射”,成为研究固体中杂质状态的重要依据。1947年5月,黄昆到英国爱丁堡大学物理系,与当代物理学大师、诺贝尔奖获得者玻恩合作,共同撰写《晶格动力学理论》专著。在玻恩为该书写的序言中提到,“本书之最终形式和撰写应基本上归功于黄昆博士”。黄昆与玻恩合著的《晶格动力学理论》一书是国际公认的这一学科领域的权威著作,哺育了世界上几代科学家的成长。1948年初,黄昆接受英国利物浦大学理论物理系的聘请,成为该系的博士后研究员。在利物浦大学工作期间,黄昆在科学事业上取得了丰硕的成果。他特别关注固体发光中心、半导体深能级等区域电子态、晶格原子的平衡位移和晶格中电子间相互作用。1950年黄昆与合作者首次提出了多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论,即“黄—佩卡尔理论”。1951年黄昆首次提出了晶体中声子与电磁波的耦合振荡模式及有关的基本方程。1963年被拉曼散射实验所证实,被命名为电磁声子,后来发现其他物质振动也有类似的与电磁波的耦合振荡模式,统称为极化激元。现在极化激元已经成为分析固体某些光学性质的基础,黄昆当时提出的方程,被称为“黄方程”。
    1951年黄昆回国,到北京大学物理系任教。黄昆在利物浦大学期间,结识了英国女同事里斯,并建立了诚挚深厚的友谊。1952年4月,里斯来到中国,与黄昆结婚,后也在北京大学物理系工作。黄昆先后任北京大学物理系教授、副主任,半导体教研室主任。他与其他教学人员一起,建立了有中国特色的普通物理教学体系。
    1956年,国家制订了十二年科学技术发展规划,把半导体列为国家重点科技研究项目。黄昆和其他科学家一起,制订了我国发展半导体科学技术的规划并组织其实施,成为我国半导体物理学科的开创者之一。20世纪60年代初期,在当时国家科委领导下,黄昆及时提出了应加强基础研究的意见,并率先在北京大学组织了固体物理领域的基础研究——固体能谱研究,建立了研究室和实验室。
    在工作中他强调理论研究与实验结合,理论研究与发展新材料、新器件结合,推动了全国固体物理基础研究的发展。他还建议把固体物理列为我国物理专业的一门基础课,作为物理专业课程设置上最显著的一项改革,以赶上当代科学技术发展的步伐。他亲自主讲了这门课,编著出版了《固体物理学》。这些措施对我国固体物理的研究和教学,起了重要的作用。
    十年动乱期间,黄昆和大多数知名科学家一样,受到了不公正的待遇,但是他总是努力为党、为祖国、为社会主义事业做尽可能多的工作。他倾注了大量的心血,先后编写出《半导体物理基础》和《晶体管—晶体管数字集成电路》。
    1977年,黄昆调任中国科学院半导体研究所所长。在黄昆主持下,半导体研究所成立了我国半导体超晶格国家重点实验室,开创并发展了我国在这一材料科学和固体物理中的崭新领域的研究工作。
    黄昆不仅是一位优秀的科学家,也是一位优秀的教育家。他对新中国高等院校物理专业的发展做出了卓越的贡献。他在普通物理课程体系、半导体物理教育体系以及固体物理等课程的教学建设方面做出了一系列奠基性的工作,为国家培养了一大批优秀的科技人才。
黄昆十分重视教材的建设。黄昆编著的《半导体物理学》(与谢希德合著)和《固体物理学》以讲解透彻精辟而著称。《半导体物理学》一书从理论上深入阐述了半导体中十分广泛的物理现象,这样的著作在国内外都是第一部。这两本著作成为我国固体物理和半导体物理专业学生和研究人员必读的著作。
    黄昆是我国半导体物理学科教育事业的开创者之一。 为了更多、更迅速培养从事发展半导体事业的专业人员,1956年暑期,北京大学、复旦大学、南京大学、厦门大学和吉林大学五校,在北京大学联合开办我国第一个半导体专业,黄昆任主任、谢希德为副主任。在黄昆、谢希德领导下,五校师生团结协作,先后开设了固体物理、半导体物理、半导体实验、半导体材料、晶体管电路、半导体器件等全面的半导体专业课程,并于1957年和1958年,培养出了200多名首批半导体专业的毕业生。这200余名毕业生,成为我国新兴半导体事业的第一批骨干。对我国从无到有建立和发展半导体科学技术工业体系起了重要作用。
    近20多年来,随着固体工艺技术的发展,人们已能用不同的半导体材料,按预定的设计制成周期性的层状结构,层的厚度是与电子的德布罗意波长相当而远小于载流子的平均自由程,这样就开辟了材料科学和固体物理中一个崭新的领域:半导体异质结构和半导体超晶格。黄昆很早就认识到这一新的发展的重大理论意义和可能的重大实用价值,并指导中国科学院半导体研究所开展这一领域的研究工作。现在半导体研究所已成立了我国的半导体超晶格国家重点实验室,建立了包括分子束外延生长异质结构和超晶格、异质结构和超晶格的结构研究、光学性质研究和输运性质研究等方面的研究组,产生了一批高质量的研究成果。
    黄昆还亲自组织了半导体超晶格的理论研究,发表了10多篇科学论文。他和他的学生详细地分析了Ⅲ*.Ⅴ族化合物的量子阱和超晶格的空穴带的电子状态,发展了一种适用于超晶格结构的简单有效的计算方法,从而对量子阱和超晶格结构中空穴子带的性质、价带杂化和外加电场等对量子阱和超晶格中激子吸收的影响作了理论计算。他和他的学生又系统地研究了超晶格中的长波光学振动模式,指出流行的连续介电模型的结果是不对的,基于他在1951年提出的偶极振子晶格模型,他们提出了一个能描述迄今了解的实验事实的理论模型,得到了在一维和二维的量子系统中纵向光学振动和横向光学振动的类体模的正确的描述。他们的这项工作将对理解半导体超晶格的光学性质、光散射效应、电子和格波的相互作用起重要的作用。黄昆与朱邦芬提出的超晶格光学声子模式,被称为“黄—朱模型”。
    黄昆是一位国际知名的固体物理学家,取得多项国际水平的成果,有着巨大的贡献和巨大的影响。他被选为第三世界科学院院士、瑞典皇家科学院院士。1959年,他参加了第一届全国群英会,1959年参加中国共产党,被评为中央国家机关优秀党员,全国劳动模范。1963年当选为第三届全国人民代表大会代表,连续当选五、六、七、八届全国政协常委。在2001年国家科技奖评选中,黄昆获国家最高科学技术奖,赢得了我国科学技术界最高的荣誉,江泽民主席亲自为黄昆颁发了证书。
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