陈创天,材料科学专家。1937年2月18日生于浙江奉化斗门头一个知识分子家庭。1962年毕业于北京大学物理系。1998年始,担任中国科学院理化技术研究所研究员、北京人工晶体研究发展中心主任。1990年当选第三世界科学院院士。2003年当选中国科学院院士。陈创天主要从事新型非线性光学晶体的研究和发展,1976年提出晶体非线性光学效应的阴离子基团理论。合作发现了β-BaB2O4(BBO)、LiB3O5(LBO)、KBe2BO3F2(KBBF)和K2Al2B2O7(KABO)等非线性光学晶体。与他人合作,在国际上首次实现Nd:YVO4激光6倍频谐波光和Ti:Sapphire激光5倍频谐波光输出。
个人履历
1962年-1968年
1962年,陈创天大学毕业。北大物理系把陈创天推荐给我国著名物理化学家、化学教育家卢嘉锡院士,前往中国科学院设在福建省福州市的华东物质结构研究所(现为中国科学院福建物质结构研究所)。在卢嘉锡的指导下,陈创天又开始了3年化学方面的学习,自学了结构化学、量子化学、群表示理论等等,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。
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。
1977年-1997年
1977年,陈创天被卢嘉锡任命为非线性光学材料探索组组长。陈创天根据自己提出的非线性光学效应的阴离子基团理论模型,以及自己积累的晶体生长等实验经验,同时开展了理论计算、结构选型、系统的固态化学合成、粉末倍频效应测试、单晶生长等实验工作。从此,他的新型非线性光学晶体探索研究走上了系统研究的轨道。
1978年,他开始结构选型。基于自己的“非线性光学效应的阴离子基团理论”,陈创天决定做紫外光谱区的非线性光学晶体。
1979年,在研究组的共同努力下,他开始在硼酸盐化合物体系中探索新型非线性光学晶体,发现(B3O6)基团是一个较为理想的探索新一代非线性光学晶体的基本结构单元,又在此基础上经过与合作者的一系列实验研究,确定低温相偏硼酸钡(β—BaB2O4,简称BBO)是一种优秀的非线性光学晶体。沿着这一科学思想,他们陆续发现了以(B3O7)基团为基本结构单元的LiB3O5(简称LBO)晶体和以(BO3)基团为基本结构单元的KBe2BO3F2(KBBF)等等。
1978年,陈创天发现偏硼酸钡化合物中的某一相可能是一个非常有希望实现新突破的新型非线性光学晶体。在卢嘉锡院士等研究所领导的支持下,他组织力量,对硼酸钡体系的相关系和晶体生长展开研究。
1980年,陈创天的研究组在中国科学院物理研究所梁敬魁院士研究组的帮助下,确定了所发现的具有很强非线性光学效应的硼酸钡化合物是低温相偏硼酸钡,其化学分子式为β—BaB2O4,简称BBO。随后2年,陈创天的科研团队在BBO上又取得新进展————使用熔剂生长法,在世界上首次成功生长出厘米级尺寸的BBO单晶体,就是日后被国际同行誉为“中国牌”的晶体。BBO大块单晶体生长的成功,为陈创天研究组对该晶体进行一系列光学性能测定奠定了坚实的基础。通过测定倍频系数大小和相匹配关系,证明了BBO是非常优秀的非线性光学晶体,不但可以产生可见光谱区的谐波光,还可以通过Nd:YAG激光(波长1064纳米)的四次谐波,产生266纳米的紫外谐波光,其倍频转换效率(532至266纳米)大大超过当时被公认最好的紫外非线性光学晶体———尿素单晶。
1983年9月,陈创天首次向国外同行报告BBO晶体的非线性光学性能,引起国际激光界的关注。
1987年,陈创天和他的研究团队发现并生长出第二块“中国牌”非线性光学晶体LBO。与BBO相比,LBO紫外截止波长紫移到150纳米。LBO有适当的硬度和良好的机械加工性能,潮解性能良好,已经能够长出大尺寸、高质量的单晶。LBO很快就获得了国际激光科技界和工业界的认可,并被广泛应用在激光工业界。在发现BBO、LBO的同时,陈创天意识到,由于微观结构条件的限制,这两个晶体均无法通过简单的倍频技术产生深紫外光谱区的谐波光输出。经过反复计算和思考,陈创天又开始了长达10多年的新型非线性光学晶体的探索之路。
1998年,陈创天被调至中国科学院新成立的理化技术研究所,负责组建中国科学院北京人工晶体研究发展中心。在知识创新工程支持下,陈创天研究团队吸收了一批曾在国外接受过多年训练的青年科学家,研发实力得到进一步提高。
2002年,陈创天研究组研制出新型晶体器件———氟硼铍酸钾棱镜耦合装置。
2006年,中科院物理所与理化所合作,使用KBBF—PCD器件,在国际上首
陈创天出席2008年高温超导科研成果发布会
陈创天出席2008年高温超导科研成果发布会(2张)
次成功建造了真空紫外激光角分辨光电子能谱仪。此台仪器的核心部件就是能产生177.3纳米相干光的KBBF—PCD器件,使光电子能谱仪发生了革命性的变化,大大促进了人们对固体材料中各种奇异电子特性的了解。
2008年3月20日,中科院物理所召开新闻发布会宣布,陈创天研究组和中外合作者利用中国自主研制的国际上第一台真空紫外激光角分辨光电子能谱仪,在高温超导体中研究中取得了初步成果,观察到了一种新的电子耦合模式。
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