纪念陈创天院士：让中国牌晶体誉享全球 KBBF晶体领先美国15年

　　中国共产党优秀党员、著名材料学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士、中国科学院理化技术研究所研究员陈创天先生，因病医治无效，于2018年10月31日9时57分在北京逝世，享年82岁。

　　提起陈创天的名字，对大多数人而言是陌生的，但在晶体研究领域，这可是一个响当当的名字。他提出的“晶体非线性光学效应的阴离子基团理论”在国内外学术界得到高度评价，被国内外的同领域科学家接受并成功地用于指导新型非线性光学材料的探索研究。

　　陈创天院士领导的研究组和合作者相继发明了被誉为“中国牌晶体”的非线性光学晶体BBO、LBO。经过20多年努力，他和科研团队在国际上首次生长出可直接倍频产生深紫外激光非线性光学晶体，并发明棱镜耦合技术，率先发展出实用化的深紫外固态激光源。其中Nd:YVO4激光的6倍频光源已成功的应用于超高分辨率光电子能谱仪，并首次直接观察到超导体在超导态时的超导能隙。而达到深紫外波段的KBBF晶体技术，领先了美国15年。2013年8月14日，陈创天院士获得国际晶体生长协会最高奖之一——Laudise奖。这是中国科学家获得的首个国际晶体生长协会最高奖。

　　回顾求索之路

　　1937年2月18日，陈创天出生于奉化斗门头的一个知识分子家庭，自幼对自然科学有着浓厚的兴趣。高中时，陈创天的物理老师在课上讲解“以太”论，曾说引力场是一种物质，通过这种物质，物体之间会产生引力。这种当时颇为新奇的观点让陈创天产生了强烈的好奇心。正是这种好奇心，促使陈创天一辈子跟物理打上了交道。这位物理老师曾告诉陈创天，要解决引力场的机理问题，一定要学物理，特别是理论物理，这是陈创天决心报考北京大学物理专业的重要原因之一。

　　1956年，陈创天参加高考，而这一年，党中央提出了向科学进军，使得这一年成为中国现代科学技术发展史上具有里程碑意义的一年。陈创天以第一志愿考入了录取分数线全国最高的北京大学物理系，师从黄昆、王竹溪、胡宁、杨立民、郭敦仁、褚圣麟等著名学者。这种严格的基础教育、优良的师资、浓厚的科学研究氛围、民主的学风，使陈创天接受到国际一流的训练。

　　1962年，陈创天大学毕业，胡宁教授推荐他去刚组建的中科院华东物质结构研究所(现改名为福建物质结构研究所)，跟随我国著名物理化学家、化学教育家卢嘉锡院士学习。尽管当时相对于北京来说，福建是对台前线、是偏远地区，但陈创天一想，这也是为了响应党的号召支援边疆呀!于是他服从组织安排去了福建，在卢嘉锡的指导下，开始了3年化学方面的学习，在理论化学方面打下了坚实的基础。

　　1965年，经过慎重考虑，陈创天选择非线性光学材料结构和性能之间的关系作为研究方向，并得到卢嘉锡的支持。在此后两年多时间里，陈创天采用量子化学方法，对非线性光学材料的结构与非线性光学效应之间的相互关系进行了大量的理论计算，花费1年多时间完成了理论推导工作，又用1年的时间通过手摇计算机进行计算，首先算出了钛酸钡晶体的非线性系数，后来又算出其他一些晶体的非线性光学系数，到1968年初步形成了晶体非线性光学效应的阴离子基团理论框架。

　　1968年，陈创天提出，非线性光学效应是一种局域化的效应，是组成晶体的基本结构单元———阴离子基团的微观倍频系数的几何迭加，阴离子基团的微观倍频系数可以通过阴离子基团的局域化、量子化学轨道波函数，通过二级微扰理论算出来。这就是国际上著名的非线性光学效应的阴离子基团理论。

　　但同一年，文化大革命到了高潮时期，所有学术刊物都被停刊。他计算出结果后，既无人讨论，也不能发表，工宣队甚至告诫他“理论计算也被看成是修正主义，必须停止”。陈创天面临着被重新安排工作的两种选择：要么下乡参加劳动，要么去实验室“拉晶体”。为了使研究工作不至于中断，陈创天选择了留在实验室。不过他得暂时放弃理论研究，转向实验研究——也就是参与非线性光学晶体生长工作和性能测试的工作，这项工作一直坚持到70年代中期。

　　也正是如此的坚持，1978年3月，在邓小平亲自主持召开的全国科学大会上，陈创天被推选为先进个人，并以福建省代表的身份上台领奖。全国科学大会的召开，对我国科技发展有着里程碑式的意义，改革开放的春风也给陈创天带来了科学研究事业的春天。

　　“中国牌晶体”走向世界

　　1974年，在卢嘉锡院士的带领下，物构所冒着风险在福州召开了全国晶体生长学术会议。在会上，参会者们提出现在世界上所有的非线性光学晶体材料都是国外发现的，国内科研总是跟着国外走。为了改变这一状况，必须自己创新，一定要有自己晶体。但限于当时国内的科研条件不佳，以及以往所有晶体材料都是贝尔实验室那样的国际顶尖的科研单位搞出来的，大家都有些信心不足。当时卢嘉锡教授说了一句话“我不下地狱，谁下地狱”。会后，物构所上下一心，决心要做就做自己的晶体材料。

　　1977年陈创天正式被卢嘉锡所长任命为非线性光学材料探索组组长，开始了系统的探索。1979年他们发现低温相偏硼酸钡，也就是β—BaB2O4(简称BBO)，陈创天认为这可能是一个新的非线性光学晶体。在此基础上，又经过3年的钻研，终于确定BBO晶体是一个很有应用前景的紫外非线性光学晶体。

　　1986年5月，在旧金山召开的激光电光会议上，陈创天代表中科院福建物质结构研究所和斯坦福大学应用物理系作了有关BBO晶体非线性光学性能的报告，引起了轰动，一百多人参加的会议，却有四五十人来询问情况。这次会议后，BBO晶体正式被国际学术界认可为一个优秀的非线性光学晶体。两年后陈创天又报告发现了LBO(LiB3O5)晶体。由于BBO、LBO晶体是首先由中国科学家发现的，而且性能优异，具有很好的应用前景，因此国际上被誉为“中国牌晶体”。