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半導(dǎo)體芯片還能不能變得更小、更快、更低能耗？有沒(méi)有新技術(shù)能打破"摩爾定律"的魔咒？硅基光電子技術(shù)被寄予了厚望。
硅基光電子技術(shù)以光子作為信息載體，具備極高帶寬、超快速率和高抗干擾、低能耗、低成本等優(yōu)勢(shì)。
王啟明是我國(guó)最先關(guān)注到這項(xiàng)技術(shù)的一位科學(xué)家。當(dāng)他開(kāi)始進(jìn)行這項(xiàng)研究時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)并不被看好，而現(xiàn)在硅基光電子技術(shù)已被公認(rèn)是通信領(lǐng)域的下一代關(guān)鍵技術(shù)。
那時(shí)，剛剛卸任中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所所長(zhǎng)的王啟明已年近花甲。
王啟明
硅基光電子研究的挑戰(zhàn)
1994年，王啟明離開(kāi)了半導(dǎo)體所所長(zhǎng)的崗位。他給未來(lái)研究的方向定了個(gè)原則——不能與已有工作交叉重復(fù)。他鎖定了硅基光電子學(xué)，希冀研制出以硅為基底的激光器。
王啟明雖然曾經(jīng)研究過(guò)半導(dǎo)體激光器，但以硅為基底的激光器還是一個(gè)全新的領(lǐng)域。因?yàn)楣璧陌l(fā)光效率很低，因此研制以硅為基底的激光器被大家視為"不可能完成的任務(wù)"。
王啟明相信，這是突破信息傳輸速度"納秒門檻"的關(guān)鍵，也是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的必由之路。
他選擇了直面挑戰(zhàn)。
這是王啟明科研生涯中最為困難的一段旅程。開(kāi)辟這一全新領(lǐng)域，他沒(méi)有用所里的一分錢，一度出現(xiàn)沒(méi)設(shè)備、沒(méi)經(jīng)費(fèi)的情況。好在一位博士后申請(qǐng)到中科院院長(zhǎng)基金，項(xiàng)目終于有了啟動(dòng)資金。
就是這樣，王啟明堅(jiān)持不懈地推進(jìn)著研究進(jìn)展，他在這條路上走過(guò)了二十幾個(gè)春秋?，F(xiàn)在這一研究方向已成為國(guó)際公認(rèn)的光電子發(fā)展方向，各種相關(guān)的研究工作正在全面的開(kāi)展。
王啟明院士
盡管在硅的材料基底上做成激光器的目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)，但王啟明仍對(duì)未來(lái)寄予希望。他說(shuō)："人類的高度信息化社會(huì)正在從電子時(shí)代向光子時(shí)代過(guò)渡并融合，這一過(guò)程中我們已走了一半的路程了。"
逆境中的堅(jiān)韌不拔
1934年，王啟明出生于福建省泉州市的一個(gè)窮困家庭，他的童年充滿了艱辛。
王啟明原本姓吳，家里共有7口人，全靠父親微薄的收入養(yǎng)活。抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，日軍發(fā)動(dòng)細(xì)菌戰(zhàn)，泉州古城一時(shí)鼠疫肆虐，王啟明的父母和弟弟都不幸感染上了鼠疫而相繼去世，僅剩下了年邁的奶奶、哥哥和他相伴。后來(lái)奶奶也去世了，留下他和哥哥相依為命，兩個(gè)孩子就投奔了同樣窮困的姑姑。
他的童年飽受磨難，一日三餐時(shí)常得不到保障。他曾吃過(guò)大眾食堂的稀飯，也曾差點(diǎn)成為承天寺道淳大師的弟子，最后，他成為了一戶王姓人家的養(yǎng)子，改名為王啟明。
童年時(shí)期的艱苦生活，給了他勇氣與信心。
棄文從理，努力奮進(jìn)
進(jìn)入新的家庭后，他又有了上學(xué)的機(jī)會(huì)。1946年他以優(yōu)異的成績(jī)?cè)谑{育齡小學(xué)畢業(yè)。
同年，石獅鎮(zhèn)旅菲華僑發(fā)起創(chuàng)辦了石光中學(xué)，他很幸運(yùn)成了第一批學(xué)子。當(dāng)時(shí)他的國(guó)文老師十分關(guān)心他，還幫他給報(bào)紙投稿，使他萌生了長(zhǎng)大后當(dāng)記者的志向。
1952年，王啟明參加了首次全國(guó)統(tǒng)一高考。當(dāng)?shù)弥購(gòu)U待興的新中國(guó)更需要理工類的人才時(shí)，他放棄了當(dāng)記者的志向。王啟明考慮到自己抽象思維和認(rèn)知能力較強(qiáng)、動(dòng)手能力不強(qiáng)，就報(bào)考了物理專業(yè)，并成功考入復(fù)旦大學(xué)物理系。
1956年復(fù)旦物理系畢業(yè)生合影，最后一排右起第四位為王啟明
靠著獎(jiǎng)學(xué)金，他度過(guò)了四年的大學(xué)生活。1956年，全國(guó)第一屆半導(dǎo)體研討會(huì)召開(kāi)，也是這一年，王啟明完成了有關(guān)半導(dǎo)體的畢業(yè)論文《CdS半導(dǎo)體氣相反應(yīng)材料生長(zhǎng)研究》。
畢業(yè)后，他進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用物理研究所半導(dǎo)體研究室，開(kāi)始從事半導(dǎo)體材料研究。從此，半導(dǎo)體成了他生命中最重要的一部分。
迎難而上的激光器研究
初入半導(dǎo)體研究室，王啟明在半導(dǎo)體材料物理學(xué)家洪朝生和林蘭英先生的指導(dǎo)下開(kāi)始了對(duì)鍺進(jìn)行物理提純。
現(xiàn)在芯片上的晶體管使用的是單晶硅，而在晶體管剛誕生時(shí)，用的卻是鍺。鍺的重要性，在當(dāng)時(shí)不言而喻。
1957年，王啟明獲得純度達(dá)到"9N"的超純鍺，屬于國(guó)內(nèi)首次。他還制備成了水平單晶，滿足了制備晶體管的要求。
1957年，王啟明在中科院應(yīng)用物理所物理樓前留影
1960年，按照國(guó)家制定的"十二年科技發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃"部署，半導(dǎo)體研究室脫離應(yīng)用物理所，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所成立。王啟明成為了半導(dǎo)體研究的第一批成員。
當(dāng)時(shí)，國(guó)家要在半導(dǎo)體研究所建立"全國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試中心"，王啟明作為骨干人員，參與了"全國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試中心"的組織建設(shè)工作。
1980年9月參加國(guó)際半導(dǎo)體激光會(huì)議后在牛津大學(xué)合影，左一為王啟明
1965年，王啟明參加了保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)平面型雪崩光電二極管的研制，負(fù)責(zé)Si片表面氧化膜生長(zhǎng)和深、淺結(jié)的擴(kuò)散關(guān)鍵工藝等研究工作。他還提出了用LN2低溫洗滌、純化氧氣的辦法，使表面態(tài)密度大幅降低，器件性能穩(wěn)定地達(dá)到了任務(wù)要求。這項(xiàng)研究成果獲得了中國(guó)科學(xué)院科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，對(duì)發(fā)展我國(guó)光通信事業(yè)起了先導(dǎo)性作用。
1973年，王啟明接受了中國(guó)科學(xué)院下達(dá)的重點(diǎn)任務(wù)——長(zhǎng)壽命AlGaAs/GaAs/AlGaAs雙異質(zhì)結(jié)室溫連續(xù)工作激光器研究。
半導(dǎo)體激光器是一類最重要、最實(shí)用的激光器，它體積小、壽命長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用于激光通信、光存儲(chǔ)、光陀螺、激光打印、測(cè)距以及雷達(dá)等方面。
王啟明帶領(lǐng)小組成員首次實(shí)現(xiàn)雙異質(zhì)結(jié)激光器的室溫連續(xù)激射。
在后來(lái)的逐步優(yōu)化中，王啟明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了器件在室溫下連續(xù)工作10萬(wàn)小時(shí)，拉開(kāi)了中國(guó)以半導(dǎo)體激光器為基礎(chǔ)的光纖通信事業(yè)的序幕。
勇?lián)L(zhǎng)重任
1985年，王啟明成為了中科院半導(dǎo)體研究所所長(zhǎng)。他提出了"以材料為先導(dǎo)，物理為基礎(chǔ)，器件及應(yīng)用為突破點(diǎn)"的立所方針和" 一所兩類運(yùn)行機(jī)制"的管理模式，使得研究所步入了為適應(yīng)科技體制而改革的新里程。
后來(lái)，這一體制改革的總體設(shè)想逐漸形成了有自我特色和明顯優(yōu)勢(shì)的四大發(fā)展方向，即有機(jī)地把光電子領(lǐng)域內(nèi)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、基金課題、"863"項(xiàng)目、攻關(guān)任務(wù)這四大主流方向和積極的開(kāi)發(fā)工作相結(jié)合，逐步形成以基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究、材料、光電子器件和集成技術(shù)為主，直到建立高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一條龍?bào)w系。
1992年，王啟明代表"863"專家組在瑞典與Linkorping大學(xué)電子工程系交換合作協(xié)議
1986年，王啟明入選信息領(lǐng)域高科技專家委員會(huì)，他希望把整個(gè)光電子領(lǐng)域真正帶動(dòng)起來(lái)。
王啟明提出了光通信、光互聯(lián)和光計(jì)算這三個(gè)層次的光電子學(xué)研究路徑。其間相繼建立起集成光電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、"863"計(jì)劃光電子工藝中心、光電子器件工程研究中心等，奠定了我國(guó)集成光電子事業(yè)的基礎(chǔ)。
1994年，王啟明任期將滿，雖然上級(jí)有意讓他留任，但年近花甲的王啟明認(rèn)為領(lǐng)導(dǎo)班子急需年輕化，便謝絕了留任的機(jī)會(huì)。
王啟明覺(jué)得自己就像一名進(jìn)行接力賽跑的運(yùn)動(dòng)員，要竭盡全力跑完一程，到站便將接力棒穩(wěn)穩(wěn)地交給后繼者。
王啟明
(1934.7.3- )
國(guó)際著名的光電子學(xué)家
中國(guó)科學(xué)院院士
參考文獻(xiàn)：
1．《王啟明：我國(guó)半導(dǎo)體光電子事業(yè)的"啟明星"》，中國(guó)科學(xué)報(bào)
2．《記王啟明院士：低調(diào)的"老科技工作者"》，中國(guó)科學(xué)報(bào)
3．《王啟明院士口述訪談資料》，老科學(xué)家學(xué)術(shù)成長(zhǎng)資料采集工程
4．本文圖片均來(lái)源于中國(guó)科學(xué)報(bào)
