王啟明:我國半導體光電子事業的“啟明星”

2018-05-14 13:47 來源:科學網 作者:Janet

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王啟明(1934年— )

王啟明,福建泉州人,1991年當選為中國科學院院士,國際著名光電子學家,對推動我國半導體器件與光電子集成領域的學術繁榮、學科發展、技術創新與產業振興以及對光電子學科領域的人才培養作出了重要貢獻,受到了國內外同行的高度認可。

王啟明院士不僅在科研領域中建樹頗豐,他還曾擔任中國科學院半導體研究所所長,在科研管理中也卓有成就,被很多科研人員視為楷模和榜樣。他敦厚儒雅,富有干勁,以身作則,像夜空中最亮的那顆啟明星,照亮了我國光電子學的發展之路。從一個命運多舛的窮苦小孩到我國一代科學巨匠,王啟明院士的學術成長之路,值得我們細細咀嚼、反復思量。

命運多舛,煉就堅韌性格

1934年,王啟明出生于福建泉州一個城市貧民家庭,他的童年充滿了艱辛和磨難。王啟明原姓吳,家中有奶奶、父親、母親、哥哥、弟弟和妹妹共計7口人,靠父親微薄的收入度日,由于家庭條件困難,王啟明的妹妹在很小的時候就給一個華僑家庭當童養媳。

王啟明的家雖然一貧如洗,但苦中有樂,也算溫馨。對他影響最大的母親,是東方女性的典型代表,她勤儉持家、溫厚善良,在貧窮苦難中操持著一家人的柴米油鹽。但沒想到,抗日戰爭全面爆發后,日本對中國實施了細菌戰,江西、福建一帶首當其沖,泉州古城一時鼠疫、霍亂肆虐,王啟明的家人也不幸遇難。

1940年冬,在不到3個月的時間里,王啟明的父親、母親和弟弟相繼染上鼠疫身亡,只留下年邁的奶奶、哥哥和王啟明相依為命。一年多后,奶奶也撒手人寰,只留下兄弟二人孤苦無依。兩個年幼的孩子只好去投奔同樣一貧如洗的姑姑……在王啟明的童年生活中,別說一日三餐,有時可能連一頓飯都得不到保障。他吃過大眾食堂的救濟飯,嘗遍了酸甜苦辣,還曾差點被承天寺的道淳大師收為弟子。

很難想象,一個不到十歲的孩子,童年飽受磨難,一路艱辛,最終竟成為了我國科學事業的先驅之一。王啟明曾說,童年對他的影響很大,主要是煉就了他那堅韌不拔的性格,在苦難面前,承受不住的人也許會悲觀厭世、放任自流,但他沒有。這份成熟、堅韌不拔的性格與他日后在科研生涯里披荊斬棘、勇攀高峰有密不可分的關系。

渴望知識,珍惜學習機會

王啟明從小就對知識有著強烈的渴求,他曾偷偷跟著哥哥,溜去學校聽課。家庭破滅時,他也失學了。后來,王啟明由他姑媽做主,被許給了泉州市郊一戶姓王的地主人家當養子。在新家庭里,他重新獲得了就學機會,直接就讀高小班。從小就十分懂事的王啟明十分珍惜這來之不易的求學機會,什么問題都愛打破砂鍋問到底,這個好習慣貫穿了一生。1946年夏,王啟明以優異的成績從石獅育齡小學畢業。

石獅是南國僑鄉的代表地,抗戰勝利后,許多僑胞返鄉,他們興辦學校、普及教育,通過海外捐款籌資,成立了石獅鎮上第一所僑辦中學——石光中學,王啟明很幸運地成為了石光中學的首批學子。

石光中學的求學經歷也是王啟明人生中的重要經歷,在訪談中,他曾多次向我們講述他在石光中學里那些難忘的往事。一般學理科的人比較欠缺文字表述與總結能力,但這難不倒王啟明,因為他的文筆很好,在石光中學求學時,他的國文老師十分關心、鼓勵他,還幫他給報紙投稿。他曾深情地回憶道:中學時代,許多諄諄教導過他的老師不僅教會了他許多基礎知識,而且教會了他怎么把自己培養成一個有益于社會的人。

懷著要成為一個對社會有用之人的目標和為了尋求更廣闊的天地,1952年,王啟明在考大學時,選擇了當時急需人才的理工專業,并以優異成績考入了復旦大學物理系。那時,國家對大學生實行全額獎學金供給制。這對于王啟明來說,是十分寶貴的機會。

大學期間,他沒有回過一次老家,因為那時養母一家人基本都出國了,王啟明靠著獎學金緊巴巴地生活著。沉默寡言的王啟明學習十分刻苦,他睡下鋪,就在上鋪的床板上畫上一個大問號,來提醒自己要多多思考,他還曾獲得全校“學習積極分子”的榮譽稱號。在大學校園里,王啟明還遇到了盧鶴紱、謝希德等物理界前輩,還有方俊鑫這樣的物理界拔尖人物,方俊鑫還是他畢業論文的指導老師。1956年,在方俊鑫的指導下,王啟明完成了有關半導體的畢業論文《CdS半導體氣相反應材料生長研究》。

中國科學院應用物理研究所半導體研究室到復旦大學物色畢業生時,經方俊鑫推薦,王啟明被直接分配到應用物理研究所半導體室,從事半導體材料研究。只有王啟明被指定分配到半導體研究室,同學們都很羨慕他,因為當時的半導體正是一個充滿生機的高科技新生領域。從此,王啟明的一生就與我國半導體事業的發展結下了不解之緣。

潛心科研,取得矚目成就

在半導體研究室,年輕的王啟明先后在美國歸來的半導體材料物理學家洪朝生和林蘭英先生的指導下,對國產Ge原材料進行區熔物理提純,在國內首次獲得超純Ge材料,純度達到“9N”,并制備成水平單晶,滿足了制備Ge晶體管對要求。1958年開始,他又在洪朝生和林蘭英先生的指導下,轉入半導體材料參數與物理測試,主持建立了液氫室溫15—300K變溫霍爾(Hall)系數和電導率測量系統,還驗證了“洪朝生效應”。

1960年,按照國家的部署,半導體研究室從物理研究所分出,成立中國科學院半導體研究所,王啟明成了這個研究所的第一批成員。當時,國家要在半導體研究所建立“全國半導體測試中心”,以形成權威的測試基地,檢測鑒定全國半導體行業生產出的半導體材料、器件的質量。王啟明作為骨干成員,也參與了“全國半導體測試中心”的組織建設工作。

隨著測試中心的建立,半導體所的研究隊伍也得到了進一步加強和充實。王啟明負責的課題的人手也逐漸增多。自1965年以來,王啟明參加并主持了保護環結構平面型雪崩光電二極管的研制,并負責Si片表面氧化膜生長和深、淺結的擴散關鍵工藝等工作。他還提出用LN2低溫洗滌、純化氧氣的辦法,使慢表面態密度大幅降低,使器件性能穩定地達到了任務要求。這項研究成果后來獲得了中國科學院科學技術進步獎二等獎,對發展我國光通信事業起了先導性重要作用。

隨后,王啟明受命主持了中國科學院下達的重點任務——長壽命GaAs/AlGaAs雙異質結室溫連續工作激光器的研制。他帶領團隊首次在國內獲得室溫連續工作雙異質結激光器,并經進一步優化改進,完成了室溫連續工作10萬小時的任務指標,達到實用化水平,為我國光纖通信事業的發展作出了重大貢獻,該成果被評為中國科學院科技成果獎二等獎。這兩項成果聯合在一起,于1986年獲得國家科學技術進步獎二等獎,王啟明被公推為第一受獎人。這項成果,是王啟明帶領團隊艱辛探索十余年才取得的,據說也是他科研歷程中最滿意、最深入的一項工作。

1986年,國家成立信息領域高科技專家委員會,王啟明入選。他把這看作自己的“第二次創業”,希望把整個光電子領域真正帶動起來。王啟明提出要以光通信為主攻方向、以光互聯和光計算為輔的光電子學研究路徑。他力排眾議,建立光電子工藝中心和光電子器件工程研究中心,奠定我國集成光電子事業的基礎。在半導體領域,國內外專家均認為,王啟明是中國信息光電子事業的主要開拓者之一,在不同階段他都為中國光電子事業的發展作出了杰出的貢獻。

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