打造瑰麗的「水晶宮」 ——記山東大學晶體材料科研創新團隊

    千萬年來，自然界中形成了許多美麗的晶體，金剛石、紅寶石、祖母綠等等。十九世紀末，人們才開始嘗試探索各種方法來生長晶體，這種由人工方法生長出來的晶體被稱為人工晶體。由於能夠實現光、電、磁、熱、聲和力的相互作用和轉換，晶體成為電子器件、半導體器件、固體雷射器件及各種光學儀器等工業的重要材料，被廣泛地應用於通信、光學、物理、化學、醫學、安檢、建築、軍事技術等領域。陶緒堂等晶體材料科研創新團隊所在的山東大學晶體材料國家重點實驗室就恰似一座瑰麗的「水晶宮」。

陶緒堂創新團隊

    山東大學晶體材料科研創新團隊，以蔣民華院士為學術指導，以傑出青年基金獲得者陶緒堂教授為學術帶頭人，凝聚了陶緒堂、徐現剛、何京良、張懷金、黃伯標、許心光、胡小波、劉宏、郝霄鵬、崔得良、趙顯、王聖來教授等晶體材料國家重點實驗室光電材料方向的中青年研究骨幹。目前晶體材料國家重點實驗室已發展成為我國一個由材料學、凝聚態物理兩個國家級重點學科和材料科學與工程、物理學、化學三個一級學科博士點支撐的高層次人才培養基地和高科技成果輻射基地。

    山東大學晶體材料科研創新團隊是一支具有凝集力和歸屬感的團隊。這個團隊緊緊圍繞著具有重大應用前景的人工晶體材料探索研究這個基本方向，貫徹「為國民經濟服務、為國防建設服務」的方針，把研究工作集中在固態光源所需的雷射晶體和寬禁帶半導體晶體兩方面，並在雷射、非線性光學和寬禁帶半導體晶體材料和器件方面進行了長期的研究。團隊在分工明確的同時緊密協作，每一位成員都把團隊的工作目標放在首位，以團隊為榮。自2008年項目開展以來，該團隊承擔國家級研究項目經費總額超過5000萬元，發表SCI收錄論文近200篇，申請和獲得國內、國外發明專利85項，取得了突出成績。 山東大學晶體材料科研創新團隊的學術帶頭人陶緒堂教授曾經在日本學習、工作了十一年，2002年回國。回國後近十年的時間裡每天清晨7點，山東大學晶體材料國家重點實驗室傳達室的師傅都會準時迎來陶緒堂的微笑；晚上10點，送走他離去的背影。鬥轉星移，他的時間表始終如一。巨大定力來自於一種根深蒂固的情結——用赤誠報效國家。 將陶緒堂教授帶入晶體世界的則是蔣民華院士。在蔣民華院士指導下，陶緒堂教授參與開闢從有機—金屬配合物中探索非線性光學晶體的新領域，首次生長了二氯氨基硫脲合鎘非線性光學晶體，合成並生長了非線性光學效應大、紫外截止波長短的雙硫氰酸鹽系列晶體，首次在有機晶體MHBA中獲得了半導體雷射直接倍頻紫光輸出。相關研究成果在國際期刊上發表後，引起國際同行的關注。1989年12月，第一屆國際有機晶體生長會議在日本東京舉行。作為唯一出席這次會議的中國代表，27歲的陶緒堂在大會上作了報告，獲得各國學者高度評價。1991年，所裡推薦他到日本東京農工大學攻讀博士學位。經過三年刻苦的努力，他通過延伸和電暈極化相結合的方法，首次在有機高分子非線性光學材料中實現了雙折射位相匹配，首次報導了有機金屬配合物高分子非線性光學和電致發光複合材料，以第一作者在國際學術刊物上發表論文6篇，並獲得日本材料學會優秀報告獎。 回國後，陶緒堂教授與課題組一道，在國內率先開展了中遠紅外LiInS2晶體的生長研究，首次採用自行發明的高溫高壓釜製備了硫化物多晶原料，解決了材料合成中石英管易爆裂的困難，生長了高質量大尺寸的LiInS2單晶；在國際上首次開展了具有潛在應用前景的BaTeMo2O9系列非線性光學晶體的生長研究，獲得了大尺寸高質量的單晶，全面系統的評價了晶體的基本物理性質及電學、光學等性質；基本解決了大尺寸高質量Nd:GGG晶體生長中遇到的一系列技術難題，解決了提拉法生長大尺寸Nd:GGG單晶時遇到的組分揮發，強烈的液流效應和界面翻轉，螺旋生長，空心生長和晶體開裂等突出的問題，生長了190毫米高質量的單晶，並對晶體的基本性能進行了測試，獲得了單片超過4600瓦的平均熱容雷射輸出；設計、合成了多種具有聚集態螢光增強性質的新型化合物，並進行了系統的理論研究，提出了芴酮類化合物在溶液中容易形成激基複合物的機理。 正如陶緒堂教授所言，「功能晶體材料創新群體中所提到的十幾位成員，只是作為晶體材料重點實驗室的代表，在這個群體後面，有著老一輩晶體工作者多年勤奮工作積累的科研成果、寶貴經驗和良好平臺，創新群體要站在重點實驗室這個科研高地上去進一步開拓未來。」