陳崇斌

（浙江師范大學(xué)科學(xué)教育系，浙江金華 321004）

非線性光學(xué)晶體是前沿科學(xué)研究和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中一種不可或缺的材料，其重要性堪比人類(lèi)飲食中的食鹽，雖少但不可被替代。目前，國(guó)際上已實(shí)用化的優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體共有4 種，分別是BBO (偏硼酸鋇)、LBO(三硼酸鋰)、KBBF(氟代硼鈹酸鉀)、KTP（磷酸鈦氧鉀），其中KTP 晶體是美國(guó)杜邦公司發(fā)明的，其余3 種均是中國(guó)科學(xué)家依據(jù)原創(chuàng)理論指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的。這3 種晶體，BBO、LBO 在20 世紀(jì)90年代被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“中國(guó)牌”晶體；KBBF對(duì)西方國(guó)家實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)，而且在2018 年被評(píng)為“中國(guó)科學(xué)院改革開(kāi)放四十年40 項(xiàng)標(biāo)志性重大科技成果”之一，[1]是當(dāng)代中國(guó)最具代表性的原始創(chuàng)新案例之一。當(dāng)前，中國(guó)科學(xué)研究正處于由跟蹤西方先進(jìn)研究向原始創(chuàng)新轉(zhuǎn)變的歷史時(shí)期，“中國(guó)牌”晶體的成功經(jīng)驗(yàn)，無(wú)疑具有深刻的借鑒意義。鑒于此，文章基于歷史文獻(xiàn)，結(jié)合陳創(chuàng)天院士的訪談，回顧并總結(jié)這項(xiàng)研究的發(fā)展歷程，以期得到有益的啟示。

1 “中國(guó)牌”晶體發(fā)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)：陰離子基團(tuán)理論

“中國(guó)牌”晶體的探索活動(dòng)，始于中國(guó)科學(xué)家陳創(chuàng)天于20 世紀(jì)70 年代提出陰離子基團(tuán)理論的原始創(chuàng)新。

1.1 陰離子基團(tuán)理論形成的國(guó)際學(xué)術(shù)背景

非線性光學(xué)誕生于20 世紀(jì)60 年代。1961年，美國(guó)科學(xué)家弗蘭克（Franken）等人利用波長(zhǎng)為694.3 nm 的紅寶石激光照射石英晶體，激光穿過(guò)晶體后出現(xiàn)了波長(zhǎng)為347.2 nm 的倍頻光（頻率是入射激光的2 倍），這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著非線性光學(xué)的正式誕生。[2]非線性光學(xué)誕生后，尋找優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體成了科學(xué)前沿研究的一個(gè)重要發(fā)展方向，科學(xué)家也提出了一系列科學(xué)理論來(lái)指導(dǎo)這項(xiàng)研究工作。

美國(guó)學(xué)者米勒（Miller）最早發(fā)現(xiàn)了二階極化率（描述介質(zhì)在強(qiáng)光場(chǎng)下非線性極化強(qiáng)度的物理量）對(duì)無(wú)對(duì)稱(chēng)中心結(jié)構(gòu)晶體的非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的重要影響，他于1964 年提出了半經(jīng)驗(yàn)的Miller 規(guī)則，即通過(guò)測(cè)定二階極化率來(lái)指導(dǎo)非線性光學(xué)晶體的探索活動(dòng)。1968 年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室?guī)鞝柶潱↘urtz）和派瑞（Perry）發(fā)明了能快速測(cè)量晶體粉末二階極化率的倍頻效應(yīng)測(cè)試技術(shù)，其后便形成了晶體學(xué)界稱(chēng)之為“炒菜”式的晶體探索模式，即通過(guò)倍頻測(cè)試、合成、性能等工序來(lái)尋找非線性光學(xué)晶體。[3]

“炒菜”式的晶體探索模式，由于缺乏理論上的預(yù)判，往往在晶體長(zhǎng)成后才發(fā)現(xiàn)其非線性光學(xué)效應(yīng)不夠理想，耗時(shí)，費(fèi)力，效率低下。為此，科學(xué)家開(kāi)始從晶體微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能間的內(nèi)在聯(lián)系出發(fā)，希望找到能指導(dǎo)晶體研究的理論依據(jù)。20 世紀(jì)60 年代后期，終于發(fā)現(xiàn)了微觀結(jié)構(gòu)僅含σ?鍵的非線性光學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)—性能關(guān)系，其代表性理論包括布魯姆玻根（Bloembergen）等提出的非諧振子模型、杰格（Jeggo）等提出的鍵參數(shù)模型、萊文（Levine）提出的鍵電荷模型，等等。[4]到了70 年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，晶體的二階極化率并非產(chǎn)生于σ?鍵鏈接的兩個(gè)原子之間的定域價(jià)電子軌道，而是源于具有離域價(jià)電子軌道的基本結(jié)構(gòu)單元，并由此建立了能反映非線性光學(xué)晶體微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系的理論，其代表性理論包括：凱姆拉（Chemla）關(guān)于共軛有機(jī)分子晶體的電荷轉(zhuǎn)移模型；陳創(chuàng)天關(guān)于無(wú)機(jī)非線性光學(xué)晶體的陰離子基團(tuán)理論。這些理論，在新型非線性光學(xué)晶體的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。

1.2 陰離子基團(tuán)理論的形成

陰離子基團(tuán)理論是中國(guó)科學(xué)家陳創(chuàng)天于20 世紀(jì)70 年代正式提出，其理論的推導(dǎo)與計(jì)算在1968 年就已基本完成。

為解釋晶體非線性光學(xué)效應(yīng)與基本結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，陳創(chuàng)天首先提出兩條假設(shè)：（1）晶體材料的非線性光學(xué)效應(yīng)是一種局域化的效應(yīng)，是入射光波與各陰離子基團(tuán)中的價(jià)電子相互作用的結(jié)果，其宏觀倍頻系數(shù)是組成晶體的基本單元——陰離子基團(tuán)微觀倍頻系數(shù)的幾何迭加；（2）陰離子基團(tuán)的微觀倍頻系數(shù)可以根據(jù)陰離子基團(tuán)的局域化分子軌道利用量子力學(xué)的二級(jí)微擾理論計(jì)算出來(lái)，陽(yáng)離子對(duì)晶體倍頻系數(shù)的貢獻(xiàn)在一級(jí)近似下可以忽略不計(jì)。

根據(jù)假設(shè)，陳創(chuàng)天選擇當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的鈣鈦礦型晶體鈦酸鋇（BaTiO3）為研究對(duì)象，根據(jù)其晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)建了氧八面體MO6離子基團(tuán)模型，然后從TiO6離子基團(tuán)的準(zhǔn)分子軌道及晶格場(chǎng)位能下TiO6的離子鍵軌道出發(fā)，對(duì)BaTiO3晶體離子基團(tuán)的微觀倍頻系數(shù)進(jìn)行了理論計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示，其理論推導(dǎo)值與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值高度吻合，表明該理論模型能解釋鈣鈦礦型晶體的非線性光學(xué)效應(yīng)。[5]

接著，陳創(chuàng)天運(yùn)用陰離子基團(tuán)理論對(duì)碘酸鋰晶體的非線性光學(xué)系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合程度較高，并指出IO3-1離子基團(tuán)具有高度畸變的氧八面體結(jié)構(gòu)，更有利于非線性光學(xué)效應(yīng)的產(chǎn)生。[6]陳創(chuàng)天又計(jì)算了LiNbO3、LiTaO3、KNbO3、BNN 晶體中畸變氧八面體陰離子基團(tuán)的電光和倍頻系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值的吻合度也非常好。[7]

BaTiO3等系列晶體電光和倍頻系數(shù)理論計(jì)算的完成，標(biāo)志著陰離子基團(tuán)理論正式形成。

1.3 陰離子基團(tuán)理論的完善

陰離子基團(tuán)理論形成之時(shí)，主要困難在于應(yīng)用量子力學(xué)二級(jí)微擾理論計(jì)算陰離子基團(tuán)的微觀倍頻系數(shù)，陳創(chuàng)天最早計(jì)算BaTiO3晶體的電光與倍頻系數(shù)時(shí)，運(yùn)用手搖計(jì)算機(jī)計(jì)算了長(zhǎng)達(dá)1 年多的時(shí)間。20 世紀(jì)80 年代，為了減輕計(jì)算工作量，陳創(chuàng)天等學(xué)者開(kāi)始嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)程序計(jì)算基團(tuán)微觀倍頻系數(shù)。[8]在此基礎(chǔ)上，陳創(chuàng)天的學(xué)生李如康將陰離子基團(tuán)理論的計(jì)算方法編成了計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算了具有π-共軛軌道平面結(jié)構(gòu)的β-BaB2O4的倍頻系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值高度吻合。[9]這些工作，不僅減輕了計(jì)算工作量、精確了計(jì)算結(jié)果，也進(jìn)一步論證了陰離子基團(tuán)理論的廣泛適用性。

利用計(jì)算機(jī)程序，研究組還計(jì)算了陽(yáng)離子對(duì)二階極化率和折射率的貢獻(xiàn)。計(jì)算結(jié)果顯示，陽(yáng)離子對(duì)二階極化率和雙折射的貢獻(xiàn)僅為15%～20%，證明了理論計(jì)算忽略金屬陽(yáng)離子貢獻(xiàn)的合理性，消除了陰離子基團(tuán)理論存在的最后一點(diǎn)疑問(wèn)。

2 BBO 晶體的發(fā)現(xiàn)

BBO 晶體，即低溫相偏硼酸鋇，是實(shí)現(xiàn)紫外光輸出的一種優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體，是中國(guó)科學(xué)家自主探索發(fā)現(xiàn)的第一種“中國(guó)牌”晶體。

2.1 提出自主探索新晶體主導(dǎo)思想

陰離子基團(tuán)理論的提出為自主探索新型非線性光學(xué)晶體提供了理論根據(jù)，但下決心去開(kāi)展相關(guān)工作卻需要很大的勇氣，因?yàn)楦檱?guó)外已有研究畢竟是更可靠的方式，特別是在20世紀(jì)六七十年代中國(guó)科學(xué)技術(shù)水平還非常落后的情況下。在這樣的背景下，盧嘉錫的膽識(shí)和決心起到了關(guān)鍵作用。

關(guān)于中國(guó)的晶體生長(zhǎng)研究始于20 世紀(jì)60年代，在國(guó)家有關(guān)方面的組織下，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、物理研究所以及上海硅酸鹽研究所、山東大學(xué)、國(guó)家建材局人工晶體研究所（今北京中材人工晶體研究院有限公司）等多家單位相繼開(kāi)展了這項(xiàng)研究。到了70年代，國(guó)外已發(fā)現(xiàn)的眾多激光晶體或非線性光學(xué)晶體，如Nd:YAG、KDP、ADP、LiNbO3等，中國(guó)科學(xué)家均已研制出來(lái)，而且生長(zhǎng)出的晶體質(zhì)量甚至超過(guò)了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，但是這些工作都是跟蹤國(guó)外開(kāi)展的，中國(guó)還沒(méi)有自主發(fā)現(xiàn)過(guò)新型晶體材料。1974 年，在第三次全國(guó)晶體生長(zhǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議上，盧嘉錫率先提出，福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所將自主開(kāi)展非線性光學(xué)材料研究，以改變晶體生長(zhǎng)研究始終跟蹤國(guó)外的被動(dòng)局面。為了表達(dá)開(kāi)展自主探索的決心，他說(shuō)：“我不下地獄，誰(shuí)下地獄！為了探索非線性光學(xué)材料，福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所先下！即使下地獄，也要干！”[10]盧嘉錫的決定奠定了中國(guó)自主探索新晶體的思想基礎(chǔ)，為BBO 等系列“中國(guó)牌”晶體的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。因此，在分析“中國(guó)牌”晶體研究能夠取得成功的原因時(shí)，陳創(chuàng)天直言很大程度上是“盧先生的功勞”。①“陳創(chuàng)天訪談錄音”，2010 年元月23 日上午，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所陳創(chuàng)天院士辦公室。

2.2 確定硼酸鹽晶體研究方向

1974 年，盧嘉錫任命陳創(chuàng)天為非線性光學(xué)材料研究組組長(zhǎng)，開(kāi)始了非線性光學(xué)晶體的自主探索歷程。探索之初，基于陰離子基團(tuán)理論揭示的規(guī)律，研究組選擇具有氧八面體結(jié)構(gòu)的晶體作為新型非線性光學(xué)晶體的探索方向。不久，他們決定改變研究方向。他們認(rèn)為，美國(guó)科學(xué)家在這個(gè)領(lǐng)域具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了鈮酸鋰、鈦酸鋰等晶體，杜邦研究發(fā)展中心研制出了KTP 晶體，而中國(guó)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施又遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，很難與美國(guó)的這些研究機(jī)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)于當(dāng)時(shí)尚是研究熱點(diǎn)的磷酸鹽系統(tǒng)晶體，研究組認(rèn)為其四配位的基團(tuán)結(jié)構(gòu)很難產(chǎn)生較好的非線性光學(xué)效應(yīng)，也不宜作為新晶體的探索方向。

經(jīng)過(guò)多方面的思考與分析后，研究組最終從晶體輸出光波頻段的角度找到了新的探索方向。當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的鈮酸鋰、鉭酸鋰、KTP 等晶體輸出的都是可見(jiàn)光，能輸出紫外光的只有一種晶體——尿素，而尿素存在易潮解等缺陷。陳創(chuàng)天認(rèn)為，在實(shí)現(xiàn)紫外光的輸出方面，美國(guó)晶體學(xué)界尚無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，相對(duì)容易取得突破。經(jīng)慎重考慮，研究組決定尋找能實(shí)現(xiàn)紫外光輸出的新晶體。

1979 年起，研究組開(kāi)始將研究重心轉(zhuǎn)移到紫外非線性光學(xué)晶體的研制上。經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，研究組發(fā)現(xiàn)五硼酸鉀（KB5）也能實(shí)現(xiàn)紫外光的輸出，但該晶體有效倍頻系數(shù)太小，不是理想的非線性光學(xué)材料。但是，KB5的發(fā)現(xiàn)為研究組打開(kāi)了思路，即在硼酸鹽化合物中尋找新型紫外非線性光學(xué)晶體。經(jīng)理論分析，研究組認(rèn)為，硼酸鹽化合物B-O 鍵的硼原子與氧原子間的電負(fù)性相差較大，存在透過(guò)紫外光甚至深紫外光的可能性；同時(shí)，硼酸鹽化合物結(jié)構(gòu)類(lèi)型繁多，有數(shù)百種之多，為尋找新晶體提供了廣闊空間。于是，研究組確定在硼酸鹽化合物中尋找新型優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體。

2.3 摻雜試驗(yàn)的意外結(jié)果

據(jù)陰離子基團(tuán)理論，四配位的基團(tuán)結(jié)構(gòu)是五硼酸鉀倍頻系數(shù)小的主要原因，非四配位基團(tuán)的硼酸鹽化合物應(yīng)該具有較大的倍頻系數(shù)。因此，研究組自1979 年5 月開(kāi)始在硼酸鹽化合物中尋找具有非四配位基團(tuán)結(jié)構(gòu)的晶體。

1979 年8 月，該研究組找到了基于B3O6基團(tuán)的偏硼酸鋇晶體。理論分析表明，B3O6基團(tuán)是π?共軛軌道平面結(jié)構(gòu)，具有較大的二階極化率，偏硼酸鋇應(yīng)該有很好的非線性光學(xué)效應(yīng)。但是，他們最初找到的是高溫相偏硼酸鋇，其基本結(jié)構(gòu)是有對(duì)稱(chēng)中心的，不能產(chǎn)生非線性光學(xué)效應(yīng)。為此，研究組決定用硼酸鈉（Na2B2O4）對(duì)偏硼酸鋇進(jìn)行摻雜處理，目標(biāo)是用鈉離子取代鋇離子，打破高溫相偏硼酸鋇的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)不斷摸索，研究人員在鈉與鋇的摩爾比為4∶6 時(shí)合成出一種“新”的化合物，其粉末樣品的非線性光學(xué)效應(yīng)非常好。研究組認(rèn)為取代反應(yīng)取得了成功，將這種新物質(zhì)命名為“偏硼酸鋇鈉”（BaB2O4· Na2O），并在同年蘇州召開(kāi)的晶體學(xué)會(huì)議上公布了這個(gè)結(jié)果。

1979 年底，研究組采用提拉法生長(zhǎng)出了新物質(zhì)的單晶。該單晶的化學(xué)分析表明，鈉是微量元素，該物質(zhì)應(yīng)該仍是偏硼酸鋇。這時(shí)研究組意識(shí)到對(duì)摻雜試驗(yàn)結(jié)果的判斷可能有誤，新物質(zhì)中的氧化鈉可能只是起到了助溶劑的作用。為此，研究組將新物質(zhì)送到中國(guó)科學(xué)院物理所梁敬魁那里進(jìn)行相圖分析，測(cè)試結(jié)果表明，新晶體實(shí)際上是低溫相偏硼酸鋇，氧化鈉確實(shí)只是起了助溶劑的作用。[11]與高溫相偏硼酸鋇有對(duì)稱(chēng)中心不同，摻入助溶劑后在925℃以下生長(zhǎng)出的低溫相偏硼酸鋇不具有中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的非線性光學(xué)效應(yīng)。至此，具有紫外非線性光學(xué)性能的低溫相偏硼酸鋇(β-BaB2O4，簡(jiǎn)寫(xiě)為BBO)被真正發(fā)現(xiàn)。

2.4 美國(guó)學(xué)術(shù)權(quán)威的質(zhì)疑與“超級(jí)晶體”的贊譽(yù)

經(jīng)過(guò)4 年奮斗，1983 年底研究組采用溶劑法生長(zhǎng)出了一塊厘米級(jí)尺寸的BBO 單晶，其光學(xué)性能測(cè)試表明，該晶體的紫外吸收邊達(dá)到了185 nm 左右，倍頻系數(shù)是當(dāng)時(shí)常用KDP 晶體的6 倍，雙折射率較高，在紫外區(qū)有比KDP更寬的可匹配范圍，適合做Nd:YAG 激光的二倍頻、三倍頻、四倍頻材料。[12]

1984 年，在廣州召開(kāi)的國(guó)際激光學(xué)術(shù)會(huì)議上，陳創(chuàng)天首次報(bào)告了BBO 晶體的光學(xué)性能測(cè)試結(jié)果。因當(dāng)時(shí)中國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平十分落后，斯坦福大學(xué)激光專(zhuān)家拜爾（R.Byer）對(duì)BBO 晶體光學(xué)性能的真實(shí)性表示懷疑。1985年4 月，斯坦福大學(xué)晶體學(xué)專(zhuān)家范格爾遜（Fei?gelson）專(zhuān)程到福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所考察BBO 晶體的生長(zhǎng)及性能測(cè)試情況，但仍然沒(méi)有消除美國(guó)學(xué)者的懷疑。

1985 年12 月，為消除美國(guó)學(xué)者的質(zhì)疑，應(yīng)拜爾之邀，陳創(chuàng)天帶著B(niǎo)BO 晶體到斯坦福大學(xué)進(jìn)行光學(xué)性能測(cè)試。在斯坦福大學(xué)，中美兩國(guó)科學(xué)家一起協(xié)作對(duì)BBO 晶體進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試。當(dāng)時(shí)美國(guó)的測(cè)試設(shè)備比較先進(jìn)，晶體的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)均比在中國(guó)測(cè)試的數(shù)據(jù)更加優(yōu)異。例如，利用鎖模Nd:YAG 激光器實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)基波光的功率密度達(dá)到2 GW/cm2時(shí)，激光從1064 nm 到532 nm 倍頻效應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到84%，從532 nm 到266 nm 的倍頻轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了52%。使用這臺(tái)激光器還實(shí)現(xiàn)了Nd:YAG 激光的5 次倍 頻 效 應(yīng)，從1064 nm 到213 nm 的總體轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了11%。[13]看到測(cè)試結(jié)果，拜爾不由贊嘆道：這真是塊“超級(jí)晶體”（super crystal）。測(cè)試結(jié)束后，斯坦福大學(xué)方面專(zhuān)門(mén)為中美科學(xué)家的成功合作舉辦了慶祝會(huì)。慶祝會(huì)上，范格爾遜特意定做了一個(gè)大蛋糕，蛋糕上繪有中國(guó)地圖，并特意標(biāo)明了福建省福州市中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的位置，右下角是BBO 晶體的圖樣，左下角是中美科研合作的握手圖樣，以此表示對(duì)兩國(guó)科學(xué)家合作成功的祝賀以及對(duì)中國(guó)科學(xué)家的敬意。[14]

1986 年，國(guó)際量子電子學(xué)（IQEC）和激光與光電子國(guó)際會(huì)議（CLEO）在斯坦福大學(xué)召開(kāi)，陳創(chuàng)天在會(huì)議上報(bào)告了與斯坦福大學(xué)合作測(cè)定的BBO 晶體的光學(xué)性能數(shù)據(jù)。由于測(cè)試是在斯坦福大學(xué)進(jìn)行的，此時(shí)沒(méi)人再懷疑BBO 晶體的優(yōu)越性能，報(bào)告引起了強(qiáng)烈反響，BBO 晶體的盛名開(kāi)始在世界范圍內(nèi)傳播開(kāi)來(lái)。

BBO 晶體的成功引起了美國(guó)激光學(xué)術(shù)界對(duì)晶體研究的反思。1986 年4 月，美國(guó)非線性光學(xué)和激光材料領(lǐng)域的48 位頂尖科學(xué)家，在馬里蘭州的安納波利斯市召開(kāi)會(huì)議，形成了一份《關(guān)于非線性光學(xué)材料研究的評(píng)估報(bào)告》（Research on nonlinear optical materials : an assessment）。報(bào)告指出：“當(dāng)時(shí)國(guó)際上最先進(jìn)的非線性光學(xué)材料BBO 晶體出自中國(guó)，表明在該領(lǐng)域美國(guó)已落后于中國(guó)，希望美國(guó)政府能充分重視非線性光學(xué)材料研究并給予更大的支持?！盵15]這份報(bào)告表明，中國(guó)的晶體研究已經(jīng)走到了當(dāng)時(shí)的國(guó)際前列。

3 LBO 晶體的發(fā)現(xiàn)

BBO 晶體的成功并沒(méi)有讓陳創(chuàng)天感到滿足。陳創(chuàng)天認(rèn)為，BBO 晶體雖然實(shí)現(xiàn)了紫外光的輸出，但還不能實(shí)現(xiàn)深紫外光(即波長(zhǎng)短于200 nm 激光)的輸出。于是，他領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始尋找能實(shí)現(xiàn)深紫外光輸出的非線性光學(xué)晶體，并于1987 年發(fā)現(xiàn)了LBO 晶體。

在LBO 晶體的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，陳創(chuàng)天的博士研究生吳以成做出了重要貢獻(xiàn)。吳以成首先對(duì)上千種硼氧化合物的硼氧基團(tuán)結(jié)構(gòu)分析歸類(lèi)，從中歸納出10 種最基本的硼氧基團(tuán)結(jié)構(gòu)單元。陳創(chuàng)天、吳以成等運(yùn)用陰離子基團(tuán)理論分析了這些基本硼氧基團(tuán)結(jié)構(gòu)的微觀倍頻系數(shù)，結(jié)果表明：在硼酸鹽系統(tǒng)的BO3、BO4、B3O6、B3O7、B3O8、B3O9等孤立硼氧基團(tuán)中，平面BO3基團(tuán)有較大的微觀倍頻系數(shù)，而四面體BO4基團(tuán)的微觀倍頻系數(shù)相對(duì)小得多；B3O6基團(tuán)由3 個(gè)BO3基團(tuán)構(gòu)成，最有利于產(chǎn)生大的倍頻效應(yīng)；B3O7基團(tuán)含有兩個(gè)BO3基團(tuán)，也有利于產(chǎn)生倍頻效應(yīng)；B3O8基團(tuán)只含有一個(gè)BO3基團(tuán)，其微觀倍頻系數(shù)比B3O7基團(tuán)的小，而B(niǎo)3O9基團(tuán)全部由BO4基團(tuán)構(gòu)成，不利于產(chǎn)生倍頻效應(yīng)。[16]這些理論分析，為探索新晶體指明了方向。

陳創(chuàng)天進(jìn)一步分析了B3O6基團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)。他認(rèn)為，B3O6基團(tuán)受π 軌道能隙限制，最大能隙只能達(dá)到190 nm，這和晶體實(shí)際測(cè)量的紫外截止波長(zhǎng)（185 nm）幾乎是一致的，這是BBO 晶體不能輸出深紫外光的根本原因?；谝陨侠碚摲治?，陳創(chuàng)天提出在B3O6基團(tuán)中加入一個(gè)四配位硼，形成B3O7基團(tuán)，此基團(tuán)不但有和(B3O6)3-基團(tuán)同等大小的微觀倍頻系數(shù)，而且基團(tuán)的能隙可能達(dá)到152 nm，有實(shí)現(xiàn)深紫外光輸出的可能性。

在這個(gè)思想指導(dǎo)下，吳以成很快找到了基于B3O7基團(tuán)的三硼酸鋰LiB3O5(簡(jiǎn)稱(chēng)LBO)。經(jīng)化合物合成、倍頻性能測(cè)試、物相分析等大量工作，研究組在1987 年終于成功生長(zhǎng)出了LBO 晶體。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，LBO 晶體的有效倍頻系數(shù)與理論計(jì)算完全一致，紫外透光性能比BBO 更加優(yōu)越。[17-18]基于B3O7基團(tuán)的理論分析，吳以成還發(fā)現(xiàn)了CBO 晶體，日本科學(xué)家Sasaki 發(fā) 現(xiàn) 了CLBO 晶 體。

4 KBBF 晶體的發(fā)現(xiàn)

然而，LBO 晶體并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)低于200 nm波長(zhǎng)深紫外光的輸出，這是因?yàn)長(zhǎng)BO 晶體的截止邊雖然可以達(dá)到深紫外波長(zhǎng)155 nm，但它的雙折射率太小，只有0.045，還是無(wú)法實(shí)現(xiàn)深紫外光的輸出，甚至連Nd:YAG 激光的四倍頻266 nm 紫外光都不能輸出。為了實(shí)現(xiàn)深紫外光的輸出，陳創(chuàng)天團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了新一輪的艱苦探索。

4.1 發(fā)現(xiàn)KBBF 晶體的理論分析

為了實(shí)現(xiàn)深紫外光的輸出，陳創(chuàng)天帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將研究目標(biāo)轉(zhuǎn)向BO3基團(tuán)。理論分析表明，當(dāng)BO3基團(tuán)上三個(gè)終端O 原子與Be、B 等原子相連時(shí)，基團(tuán)的懸掛鍵能被消除，其帶隙能可以達(dá)到150 nm，同時(shí)BO3基團(tuán)在晶胞中共平面排列時(shí)，晶體將具有較大的雙折射率和二階倍頻系數(shù)。由此，研究組提出新晶體的結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足三個(gè)條件：（1）BO3基團(tuán)的懸掛鍵要中和（也就是和其他原子相連）；（2）BO3基團(tuán)要保持在同一平面上；（3）BO3基團(tuán)的密度要足夠大，密度大，非線性光學(xué)效應(yīng)才會(huì)大。[19]

根據(jù)新晶體的三個(gè)結(jié)構(gòu)判據(jù)，李如康、夏幼南于1987-1988 年找到了KBBF（KBe2BO3F2）晶體。經(jīng)計(jì)算，KBBF 晶體的紫外截止邊波長(zhǎng)為150 nm，雙折射率為0.083～0.088，與理論分析結(jié)果相符，其倍頻系數(shù)與BO3基團(tuán)的貢獻(xiàn)值也非常吻合，是實(shí)現(xiàn)深紫外光輸出的理想材料。于是研究組開(kāi)始合成這種化合物。[20]

4.2 晶體生長(zhǎng)的10 年艱苦探索與200 nm“紫外壁壘”的突破

KBBF 晶體是層狀結(jié)構(gòu)，兩層之間沒(méi)有化學(xué)鍵鏈接，其層狀特性非常嚴(yán)重，晶體沿z 軸方向很難生長(zhǎng)。正是這個(gè)原因，研究組自1990 年開(kāi)始進(jìn)行晶體生長(zhǎng)研究，艱苦摸索10 年，直到2000 年在晶體生長(zhǎng)方面還沒(méi)取得突破，生長(zhǎng)出的晶體的大小和厚度遲遲達(dá)不到實(shí)驗(yàn)測(cè)試的基本要求，甚至達(dá)不到毫米量級(jí)。2000 年，為了解決晶體生長(zhǎng)的困難，陳創(chuàng)天決定同山東大學(xué)晶體研究所蔣民華團(tuán)隊(duì)合作，希望利用他們?cè)谌蹌┓▎尉L(zhǎng)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，盡快實(shí)現(xiàn)KBBF 單晶生長(zhǎng)技術(shù)的突破。經(jīng)通力合作，研究團(tuán)隊(duì)于2002 年初成功生長(zhǎng)出了沿z 軸方向厚度達(dá)到1.8 mm 的KBBF 單晶。

因KBBF 存在嚴(yán)重的層狀性能，難以斜面切割制作器件，所以在與蔣民華團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)展晶體生長(zhǎng)研究的同時(shí)，陳創(chuàng)天還和中國(guó)科學(xué)院物理研究所許祖彥合作開(kāi)展了KBBF 薄單晶的應(yīng)用研究，開(kāi)發(fā)出了應(yīng)用KBBF 單晶的激光變頻棱鏡耦合技術(shù)。2002 年3 月，他們利用已研制出的沿Z 軸方向厚度為1.8 mm 的KBBF單晶，制作出第一個(gè)光接觸KBBF-CaF2棱鏡耦合器件。

2003 年，為了探索這個(gè)器件的非線性光學(xué)性能，陳創(chuàng)天同日本東京大學(xué)的科研機(jī)構(gòu)合作，利用日本的先進(jìn)激光裝置，采用倍頻方法在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了Nd:YAG 激光的6 倍頻（波長(zhǎng)為177.3 nm）深紫外光的輸出，突破了被國(guó)際學(xué)界稱(chēng)作“紫外壁壘”的200 nm 界限。[21]KBBF晶體開(kāi)始邁入實(shí)用化階段。

4.3 對(duì)西方國(guó)家技術(shù)禁運(yùn)的高技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)禁運(yùn)，是指西方發(fā)達(dá)國(guó)家為維持其在科學(xué)與技術(shù)上的領(lǐng)先地位，采取禁止向發(fā)展中國(guó)家出售高技術(shù)產(chǎn)品的一種措施。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)一直是被西方國(guó)家實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)的國(guó)家之一，美國(guó)對(duì)KTP 晶體的出售限制可反映出這種技術(shù)禁運(yùn)的嚴(yán)厲程度。KTP 晶體是美國(guó)科學(xué)家于20 世紀(jì)70 年代中期發(fā)現(xiàn)的一種優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)材料，因其在科學(xué)研究、軍事等方面的廣泛應(yīng)用前景，被發(fā)現(xiàn)后便對(duì)中國(guó)實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)。20 世紀(jì)80 年代初，天津大學(xué)姚建銓到美國(guó)進(jìn)修，在購(gòu)買(mǎi)KTP 晶體無(wú)望的情況下，開(kāi)口向美國(guó)同行要一塊已打碎的KTP 晶體碎片，然而美國(guó)同行的回答是：“不行，KTP 是美國(guó)軍方資助的項(xiàng)目，對(duì)共產(chǎn)黨國(guó)家禁運(yùn)，碎片也不許帶出實(shí)驗(yàn)室！”[22]在西方國(guó)家如此嚴(yán)厲的技術(shù)禁運(yùn)政策下，中國(guó)在高技術(shù)領(lǐng)域只能一點(diǎn)點(diǎn)去摸索，但由于科學(xué)技術(shù)整體水平比較落后，絕大多數(shù)領(lǐng)域都很難在短時(shí)間內(nèi)取得突破，難以縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離。因此，技術(shù)禁運(yùn)政策成了制約中國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的嚴(yán)重阻礙。當(dāng)前美國(guó)與中國(guó)存在著巨大的貿(mào)易逆差，即便如此，美國(guó)仍不愿放松，且逐漸加大對(duì)中國(guó)的高技術(shù)禁運(yùn)。

KBBF 晶體棱鏡耦合器件研制成功后，其輸出的深紫外光在前沿科學(xué)領(lǐng)域和光刻技術(shù)領(lǐng)域顯示出非常廣闊的應(yīng)用前景。在前沿科學(xué)領(lǐng)域，中日兩國(guó)科學(xué)家利用KBBF-CaF2棱鏡耦合器件，合作研制出具有超高能量分辨率、角分辨的光電子能譜儀。日本科學(xué)家通過(guò)該光電子能譜儀直接觀察到了CeRu2超導(dǎo)單晶在超導(dǎo)態(tài)時(shí)cooper 電子對(duì)的形成；中國(guó)科學(xué)院物理所周興江研究組利用陳創(chuàng)天、許祖彥研制的真空紫外激光角分辨光電子能譜儀，首次觀察到高溫超導(dǎo)體Bi2Sr2CaCu2O8在超導(dǎo)態(tài)時(shí)的一種新的電子耦合模型。在光刻技術(shù)領(lǐng)域，深紫外光的成功輸出為193 nm 光刻技術(shù)的應(yīng)用提供了可能。2008 年，基于KBBF 器件在前沿科學(xué)和光刻技術(shù)領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景，中國(guó)科學(xué)院決定暫時(shí)不向西方國(guó)家出售KBBF 晶體器件，KBBF 晶體器件也因此成了對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)行技術(shù)禁運(yùn)的高技術(shù)產(chǎn)品。

5 “中國(guó)牌”晶體研究成功的啟示

關(guān)于“中國(guó)牌”晶體研究成功的原因，陳創(chuàng)天認(rèn)為可以歸功于國(guó)家的長(zhǎng)期支持、非功利主義的科研態(tài)度等多方面的因素，雖然直言其經(jīng)歷“不可復(fù)制”，但這些因素對(duì)今日中國(guó)之科學(xué)研究有非常深遠(yuǎn)的借鑒意義。[23]

5.1 重視基礎(chǔ)理論創(chuàng)新

重視基礎(chǔ)理論創(chuàng)新是“中國(guó)牌”晶體研究過(guò)程中留給人們最直觀的啟示。BBO、LBO、KBBF 等系列優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體的成功發(fā)現(xiàn)，主要得益于原創(chuàng)科學(xué)理論——陰離子基團(tuán)理論的指導(dǎo)。

在吳以成發(fā)現(xiàn)三硼酸鋰（LBO）的同一時(shí)期，LBO 晶體——四硼酸鋰也是國(guó)際晶體學(xué)界研究的熱點(diǎn)。四硼酸鋰是一種壓電晶體，非線性光學(xué)效應(yīng)很差。鑒于這兩種LBO 晶體性能反差巨大，在三硼酸鋰被發(fā)現(xiàn)后，美國(guó)利弗莫 爾（Livermore）實(shí) 驗(yàn) 室 艾 莫 爾（David Ei?merl）不解地問(wèn)陳創(chuàng)天：從晶體是否容易生長(zhǎng)的角度出發(fā)，應(yīng)該生長(zhǎng)四硼酸鋰，而不是三硼酸鋰，為什么你們會(huì)去生長(zhǎng)三硼酸鋰呢？陳創(chuàng)天告訴他：這是因?yàn)槲覀冇嘘庪x子基團(tuán)理論的指導(dǎo)，在決定生長(zhǎng)三硼酸鋰前，我們已經(jīng)運(yùn)用該理論對(duì)B4O9、B3O7等各種硼氧基團(tuán)的倍頻系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，已明確知道基于B3O7基團(tuán)的三硼酸鋰比基于B4O9基團(tuán)的四硼酸鋰非線性光學(xué)性能要好。這段軼事，揭示了陰離子基團(tuán)理論在新晶體探索中發(fā)揮的重要作用。實(shí)際上，在陰離子基團(tuán)理論的指導(dǎo)下，陳創(chuàng)天團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的非線性晶體遠(yuǎn)非BBO、LBO、KBBF 這3 種，而是幾個(gè)系列，共有20 多個(gè)品種。

BBO、LBO、KBBF 等系列“中國(guó)牌”晶體的發(fā)現(xiàn)，揭示了基礎(chǔ)理論創(chuàng)新在前沿科學(xué)探索中的關(guān)鍵作用。當(dāng)前，中國(guó)科技水平仍與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距，突出表現(xiàn)就是原始創(chuàng)新不足，像“中國(guó)牌”晶體這樣的創(chuàng)新案例還非常少。“要?jiǎng)?chuàng)新就必須有自主的科學(xué)思想，只有有了自己的科學(xué)思想，才能獲得自己的成果，才能自立于世界民族之林”。[24]陳創(chuàng)天的這段感言提醒我們，要全面提高中國(guó)科學(xué)技術(shù)水平,必須加倍重視基礎(chǔ)理論創(chuàng)新。

5.2 營(yíng)造寬松的科研環(huán)境

談及“中國(guó)牌”晶體的成功，陳創(chuàng)天把“國(guó)家的長(zhǎng)期支持”作為非常關(guān)鍵的一個(gè)因素。

“國(guó)家的長(zhǎng)期支持”，研究資金的支持僅僅是一個(gè)方面，更重要的是為晶體研究營(yíng)造了一種相對(duì)寬松的科研氛圍。人工晶體生長(zhǎng)研究周期長(zhǎng)，以“中國(guó)牌”晶體的探索為例，BBO 的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、KBBF 晶體的實(shí)用化過(guò)程都經(jīng)歷了10多年的時(shí)間。如此長(zhǎng)的研究周期，無(wú)論是對(duì)管理機(jī)構(gòu)而言，還是對(duì)研究人員而言，都需要足夠的耐心，都需要摒棄急功近利的思想傾向。難能可貴的是，中國(guó)自20 世紀(jì)60 年代初期開(kāi)始就重視晶體生長(zhǎng)研究，但并沒(méi)有為晶體生長(zhǎng)研究設(shè)定期限和指標(biāo)，營(yíng)造了一種相對(duì)寬松的科研氛圍。陳創(chuàng)天，1962 年大學(xué)畢業(yè)，1965 年才開(kāi)始科研選題，即使在“文化大革命”期間的1968-1969 年還能在家里進(jìn)行陰離子基團(tuán)理論的推導(dǎo)與計(jì)算，享有充分的科學(xué)研究“自由”，這為他提出陰離子基團(tuán)理論創(chuàng)造了良好外部環(huán)境。

與晶體生長(zhǎng)研究相似的是，基礎(chǔ)理論研究也具有周期長(zhǎng)、結(jié)果難以預(yù)期的特點(diǎn)，同樣需要一個(gè)相對(duì)寬松的科研環(huán)境，讓科研人員能夠靜下心來(lái)坐“冷板凳”。這種環(huán)境，“從科學(xué)界來(lái)說(shuō)，就是希望給中國(guó)的科學(xué)家，特別是工作在第一線的中國(guó)科學(xué)家更多的自主權(quán)，讓他們敞開(kāi)思想的大門(mén),讓他們有權(quán)按照自己的科學(xué)思想,組織科研隊(duì)伍,長(zhǎng)期堅(jiān)持研究,大幅度減少行政部門(mén)對(duì)他們的干預(yù)”。[24]可喜的是，科學(xué)家的這個(gè)愿望已得到了國(guó)家的高度重視，2019 年國(guó)務(wù)院專(zhuān)門(mén)出臺(tái)《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見(jiàn)》，其中第一條就是要“創(chuàng)新體制機(jī)制，增強(qiáng)創(chuàng)新活力，特別是要使科研人員能夠潛心、長(zhǎng)期從事基礎(chǔ)研究”。希望有關(guān)方面充分借鑒“中國(guó)牌”晶體的成功經(jīng)驗(yàn)，尊重理論研究周期較長(zhǎng)的客觀規(guī)律，為科研人員營(yíng)造一個(gè)相對(duì)寬松、自由的科研環(huán)境。

5.3 強(qiáng)化基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)，促進(jìn)創(chuàng)新人才成長(zhǎng)

關(guān)于“中國(guó)牌”晶體的成功因素，最值得回味和引起思考的還是陳創(chuàng)天那句“今天其他人很難復(fù)制我”的感嘆。

陳創(chuàng)天所言之“很難復(fù)制”，主要針對(duì)其學(xué)術(shù)成長(zhǎng)經(jīng)歷而言。非線性光學(xué)晶體的研制，本身是交叉學(xué)科，涉及物理、化學(xué)兩個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)需要晶體生長(zhǎng)方面的實(shí)踐，陳創(chuàng)天在三個(gè)方面都有很扎實(shí)的學(xué)術(shù)積累。大學(xué)時(shí)期，陳創(chuàng)天就讀于北京大學(xué)物理系，學(xué)習(xí)的是理論物理專(zhuān)業(yè)。當(dāng)時(shí)有一批著名物理學(xué)家在該系任教，黃昆講授固體物理，王竹溪講授熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理，郭敦仁講授特殊函數(shù)，褚圣麟講授原子物理，胡寧講授場(chǎng)論。得益于這些名師良好的學(xué)術(shù)訓(xùn)練，陳創(chuàng)天打下了非常扎實(shí)的理論物理基礎(chǔ)，自言“從不會(huì)在物理概念上犯錯(cuò)誤”。大學(xué)畢業(yè)后，陳創(chuàng)天到福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所工作，又在著名化學(xué)家盧嘉錫的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)了結(jié)構(gòu)化學(xué)、量子化學(xué)、群表示理論等化學(xué)基礎(chǔ)理論?！拔幕蟾锩逼陂g，他又在實(shí)驗(yàn)室參與了晶體生長(zhǎng)的實(shí)踐活動(dòng)。很少有人會(huì)像他那樣同時(shí)接受物理、化學(xué)兩個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的雙重理論學(xué)習(xí)，更難有機(jī)會(huì)親歷盧嘉錫、黃昆等這么多一流科學(xué)大師的專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)訓(xùn)練，所以陳創(chuàng)天感嘆“今天其他人很難復(fù)制我”。

實(shí)際上，陳創(chuàng)天“很難復(fù)制”的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，得益于盧嘉錫卓越的人才培養(yǎng)方式。1960 年，盧嘉錫創(chuàng)立中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所之初，基于晶體材料研究涉及物理、化學(xué)兩個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的事實(shí)，就提出了“理論與實(shí)踐、物理與化學(xué)、結(jié)構(gòu)與性能多重結(jié)合”的研究思路。[25]在這樣的思路指導(dǎo)下，盧嘉錫從北京大學(xué)選來(lái)了理論物理專(zhuān)業(yè)出身的陳創(chuàng)天，并花了3 年時(shí)間對(duì)其進(jìn)行理論化學(xué)的學(xué)術(shù)訓(xùn)練。物理、化學(xué)兩個(gè)學(xué)科的理論學(xué)習(xí)，加上后來(lái)的晶體生長(zhǎng)實(shí)踐，陳創(chuàng)天的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，完全實(shí)現(xiàn)了盧嘉錫最初“物理與化學(xué)結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合”的設(shè)想。可以說(shuō)，是盧嘉錫的精心規(guī)劃與培養(yǎng)，讓陳創(chuàng)天成長(zhǎng)為非線性光學(xué)晶體研究的領(lǐng)軍人物。

陳創(chuàng)天的“很難復(fù)制”的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，對(duì)于今天創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，有很好的借鑒意義。當(dāng)前，前沿科學(xué)研究最活躍的領(lǐng)域多為交叉學(xué)科，專(zhuān)業(yè)界限分明的傳統(tǒng)課程學(xué)習(xí)很難滿足前沿科學(xué)研究對(duì)多學(xué)科知識(shí)的需求。借鑒陳創(chuàng)天“很難復(fù)制”的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，高等教育在研究生教育階段可以有意識(shí)地進(jìn)行跨專(zhuān)業(yè)招生，以培養(yǎng)多學(xué)科融合的基礎(chǔ)研究人才，適應(yīng)前沿交叉學(xué)科研究的需要。

6 結(jié)語(yǔ)

2009 年，Nature雜志亞洲事務(wù)記者大衛(wèi)·希拉諾斯基（David Cyranoski）以《中國(guó)藏匿的晶體》為題專(zhuān)文介紹了KBBF 晶體的研究現(xiàn)狀。希拉諾斯基深入調(diào)查后認(rèn)為，在這個(gè)領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)家有原創(chuàng)科學(xué)理論——陰離子基團(tuán)理論的指導(dǎo)，有材料合成、晶體生長(zhǎng)、性能測(cè)試等一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男戮w研制程序，并且在長(zhǎng)期的晶體探索過(guò)程中形成了一支理論扎實(shí)、技術(shù)精湛、分工明確、實(shí)力雄厚的研究團(tuán)隊(duì)，“其他國(guó)家很難在短時(shí)間內(nèi)縮小與中國(guó)的差距”。[26]這個(gè)論斷，充分顯示了“中國(guó)牌”晶體研究的國(guó)際領(lǐng)先地位，也闡明了原創(chuàng)科學(xué)理論在前沿科學(xué)研究中的重要作用。當(dāng)前，中國(guó)整體科學(xué)技術(shù)水平仍落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，在很多領(lǐng)域仍遭受著西方國(guó)家嚴(yán)厲的技術(shù)禁運(yùn)，唯有像“中國(guó)牌”晶體研究那樣從理論創(chuàng)新出發(fā)，才能真正取得國(guó)際一流的研究成果，真正趕超西方發(fā)達(dá)國(guó)家。希望有關(guān)方面借鑒“中國(guó)牌”晶體的成功經(jīng)驗(yàn)，大力推進(jìn)原始理論創(chuàng)新，用國(guó)際一流的科研成果助推中華民族的偉大復(fù)興。

后記：2018 年1 月，鑒于在“中國(guó)牌”晶體探索中的卓越貢獻(xiàn)，陳創(chuàng)天被提名為2018 年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)候選人。2018 年10 月31 日，陳創(chuàng)天去世。謹(jǐn)以此文向他致以最崇高的敬意！