人工晶体的研究成果在人类历史上起到划时代的重要作用。进入21世纪,人工晶体作为微电子、光电子、通讯、航天、宇航等高科技领域和现代军事技术所不可替代的关键材料越发受到世界各国科学家的重视。各发达国家纷纷投巨资进行研究,抢占人工晶体技术的制高点。
在我国科技人员的努力下,人工晶体事业经过半个多世纪的发展已经取得了举世瞩目的辉煌成绩。我国著名人工晶体研究专家、清华大学化学系教授、中国工程院院士沈德忠就是这些科研人员中的典型。
要了解沈德忠就要先了解他的最新研究成果“新型紫外倍频晶体硼酸铯锂(CLBO)的研究”。
沈德忠领衔主持的“新型紫外倍频晶体硼酸铯锂(CLBO)的研究”是沈德忠及其所在的清华大学功能晶体与薄膜研究所于2002年1月承担的国家863研究项目。为了生长出大尺寸的CLBO晶体,沈德忠等人改造建成了炉膛尺寸为Φ350mm×1200mm的大型单晶生长炉,配置了精密温度控制系统,控温精度为±0.5℃,并加配了籽晶旋转和升降系统。由于研究需要,须配置一只价值半导体币84万元的铂金坩埚,在研究经费不足的困难情况下,沈德忠等人另谋他法借得所需铂金,成功做成了坩埚。到2004年底,沈德忠等人利用自制的设备装置共进行CLBO晶体生长试验51次,长出各种尺寸的晶体43块,其中有突破性进展的代表性晶体有4块。尤其是2004年12月长出的尺寸为146mm×132mm×118mm的高光学质量的CLBO大单晶,该单晶不但光学质量比日本公示的CLBO晶体好,而且尺寸也比日本的大。
沈德忠介绍说,此项CLBO晶体生长技术已经处于国际领先水平。上述CLBO大晶体呈正八面体形,晶体通透晶莹、毫无瑕疵。晶体在灯光的照射下,绚丽多彩、熠熠生辉。沈德忠特别指出生长这块硼酸盐晶体只用了一个月时间。沈德忠在描述晶体时脸上溢出的幸福感就像看到自己呕心沥血多年栽培的“孩子”终于成才一样。
虽然CLBO晶体具有诸多优异的紫外非线性特性,但在空气中放置过久后,会出现像岩石风化般层层裂开的“自杀”现象。为此,包括国际一些著名的晶体材料学家,都对CLBO晶体使用寿命不太看好。但沈德忠等人经过3年锲而不舍的刻苦钻研后,最终找到了在空气中长久放置的良方。他们将CLBO倍频器放置在一个小巧的恒温在120℃左右的加热器中,倍频器的通光面直接与大气接触。通过这种方法,使得研制的CLBO倍频器在空气中的使用寿命至少达到两年。
目前,人民院物理所光物理开放实验室与沈德忠所在的功能晶体与薄膜研究所合作,研制一台用于中科集成电路清洗用的1瓦266nm全固态激光器。863有关专家组也已经批准在“十五”科技攻关计划预留经费中提供50万元予以追加资助。
(源自:中国高新技术产业导报)