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黄昆(中国科学院院士、中国半导体技术奠基人)

黄昆(1919.9.2-2005.7.6),浙江嘉兴人,出生于北京。 [1] 世界著名物理学家、中国固体和半导体物理学奠基人之一。 [2-3]

1941年(中华民国三十年)毕业于燕京大学,1948年(中华民国三十七年)获英国布里斯托尔大学博士学位,1955年当选为中国科学院院士,1957年加入九三学社。 [2] [4]

黄昆主要从事固体物理理论、半导体物理学等方面的研究。提出了稀固溶体的X-光漫散射理论和晶体光学振动的唯象方程,并预见了晶体光学声子和电磁场的耦合振动模式,被称为“黄散射”和“黄方程”;提出并发展了由晶格弛豫引起多声子跃迁理论(包括光跃迁和无辐射跃迁),被称为“黄一佩卡尔理论”;提出了有效解决半导体超晶格光学振动模型,并阐明其光学振动模式的要点,被称为“黄一朱模型”。与玻恩合著的《晶格动力学理论》成为该学科领域的第一部权威专著和标准参考文献。 [4] 曾先后荣获1995年度何梁何利基金科学与技术成就奖和2001年度国家最高科学技术奖。 [3] [5]

1919年(中华民国八年)9月2日,黄昆出生于北京,黄昆小学就读于北师大附小、上海光华小学,中学在燕大附中、北京通县潞河中学度过。他从小聪明好学,学习成绩优异,高中三年成绩始终是全班第一。 [2]

1937年 (中华民国二十六年),黄昆考入燕京大学物理系。

1941年(中华民国三十年),毕业于燕京大学物理系,在大学期间,黄昆对世界新兴的量子力学痴迷,完成了《海森堡和薛定锷量子力学理论的等价性》论文,获学士学位,毕业后在昆明西南联合大学物理系任助教。 [2]

1942年(中华民国三十一年),黄昆考取西南联合大学理论物理研究生,导师为物理学家吴大猷。 [2]

1944年(华民国三十三年),黄昆完成了《日冕光谱线的激起》的论文,获北京大学硕士学位,毕业后,在昆明天文台任助理研究员。 [2]

1945年(中华民国三十四年)8月,黄昆在英国布里斯托大学做了莫特的博士研究生,两年中黄昆完成了三篇论文,其中一篇论文后来被称为“黄漫散射”。 [9] 同年10月,黄昆在英国布里斯托尔大学师从著名的理论物理学家、后来荣获诺贝尔奖的莫特(N.F.Mott)教授,把自己的研究方向选定为固体物理学。 [8]

1947年(民国三十六年)5月,黄昆到英国爱丁堡大学物理系,与当代物理学大师、诺贝尔奖获得者M玻恩(Born)合作,共同撰写《晶格动力学理论》专著。 [2]

1948年(民国三十七年),获英国布里斯托尔大学博士学位,获得博士学位后,在英国爱丁堡大学物理系、利物浦大学理论物理系从事研究工作。黄昆在利物浦大学期间,结识了英国女同事A里斯(Rhys),并建立了诚挚深厚的友谊。 [2]

1950年,黄昆与合作者首次提出多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论,即“黄佩卡尔理论”。 [2]

1951年,黄昆回到北京大学任物理系教授,黄昆首次提出晶体中声子与电磁波的耦合振荡模式及有关的基本方程。 [2]

1952年4月,里斯来到中国,与黄昆结婚,后也在北京大学物理系工作。在北京大学,黄昆先后任北京大学物理系教授、副主任,半导体教研室主任。他与其他教学人员一起,建立了有中国特色的普通物理教学体系。 [2]

1956年,黄昆在北京大学物理系任教授期间,参与创建了中国第一个半导体物理专业,在北京大学任教期间,黄昆还主持本科生教学体系的创建工作,并著有《固体物理学》教材。

1977年,黄昆调任中国科学院半导体研究所所长,黄昆亲自给研究人员讲课,组织全所学术交流。 [2]

1988年,发表了后来被国际物理学界称为“黄-朱模型”的理论,多本国外的研究生教材详细介绍了这个理论。 [10]

1985年,当选为第三世界科学院院士,中国科学院半导体研究所研究员、名誉所长。 [7]

2001年,黄昆与其北大校友王选一同获得了该年度国家最高科学技术奖。

2005年7月6日16时18分,黄昆在北京逝世,享年86岁。 [11]

黄昆完成了两项开拓性的学术贡献。一项是提出著名的“黄方程”和“声子极化激元”概念,另一项是与后来成为他妻子的里斯(A.Rhys,中文名李爱扶)共同提出的“黄-里斯理论”。 [8] 提出固体中杂质缺陷导致X射线漫散射的理论,被称为“黄散射”,与里斯共同提出了多声子的辐射和无辐射跃迁的量子理论;同期佩卡尔发表了相平行的理论,被国际上称为“黄-佩卡尔理论”或“黄-里斯理论”;提出了晶体中声子与电磁波的耦合振荡模式,当时提出的方程,被称为“黄方程”;研究半导体量子阱超晶格物理。建立超晶格光学振动的理论,发表了后来被国际物理学界称为“黄-朱模型”的理论。 [12]

黄昆和学生详细分析了Ⅲ-Ⅴ族化合物的量子阱和超晶格的空穴带的电子状态,发展了一种适用于超晶格结构的简单有效的计算方法,从而对量子阱和超晶格结构中空穴子带的性质、价带杂化和外加电场等对量子阱和超晶格中激子吸收的影响做了理论计算。他和学生系统研究了超晶格中的长波光学振动模式,指出流行的连续介电模型的结果是不对的,基于他在1951年提出的偶极振子晶格模型,他们提出了一个能描述迄今了解的实验事实的理论模型,得到了在一维和二维的量子系统中纵向光学振动和横向光学振动的类体模的正确描述。他们的这项工作对理解半导体超晶格的光学性质、光散射效应、电子和格波的相互作用起到了重要作用。 [2]

论文

1:Huang,K,Xray Reflexions from Dilute Solid Solutions,Proc Roy Soc (London),1947,A190:102-117。 [2]

2:Huang,K,Quantum Mechanical Calculation of the Heat of Solution and Residual Resistance of Gold in Silver,Proc PhysSoc(London),1948,60:161-175。

3:Huang,K,On the Atomic Theory of Elasticity,ProcPoySoc(London),1950,A203:178-194。

4:Huang,Kand ARhys,Theory of Light Absorption and Nonradiative Transitions in Fcentres,ProcPoySoc(London),1950,A204:406-423。

5:Huang,K,Lattice Vibrations and Optical Waves in Ionic Crystals,Nature,1951,167:779-781。

6:Huang,K,On the Interaction between the Radiation Field and Ionic [2] Crystals,ProcPoySoc(London),1951,A208:352-365。

7:Huang,Kand ARhys,Deviation of Van der Waals Interaction from Additive Relations,Chinese JourPhys,1951,8:208-221。

8:Huang,K,The Long Wave Modes of the Cu2O Lattice,ZPhysik,1963,171:213-225。

9:Huang,K,Adiabatic Approximation Theory and Static Coupling Theory of Nonradiative Transition,Scientia Sinica,1981,24:27-34。

10:黄昆,无辐射跃迁的绝热近似和静态耦合理论[J],中国科学.1980(10)。

11:黄昆,多声子复合理论中绝热近似是否失效的问题[J],半导体学报,1980(01)。

12:黄昆,晶格弛豫和多声子跃迁理论,物理学进展,1981,1(1):31-85。

13:Huang,K,ZGu,Phonon Analysis in Multiphonon Transitions,Communin TheorPhys(Beijing),1982,1:535-555。 [2]

14:黄昆、刘东源,最陡下降法和多声子跃迁的多频模型,物理学报,1985,34:709-714。

15:HuangK,Contributions to Multiphonon Transition Theory,Advances in Science of China:Physics,1985,1:1-18。

16:汤蕙、黄昆,超晶格中空穴子带的理论,半导体学报,1987,8(1):1-10。

17:Zhu,B,KHuang,Effect of Valence Band Hybridization on the Exciton Spectra in GaAs Ga1-xAlxAs Quantum Wells,PhysRev,1987,B36:8102~8108。

18:夏建白,黄昆,电场下量子阱的子能带和光跃迁[J],物理学报.1988(01)。

19:黄昆,超晶格和量子阱研究中的若干问题[J],物理,1988(07)。

20:HuangK,BZhu,Dielectric Continuum Model and Frohlich Interaction in Superlattices,PhysRev,1988,B38:13377-13386。 [2]

21:黄昆,半导体超晶格的晶格振动[J],自然科学进展,1994(05)。

22:夏建白,黄昆,我国半导体物理研究进展[J],物理,1999(09)。

著作

1957年和1958年培养出200多名首批半导体专业毕业生。还建立了研究所和生产半导体材料和器件的车间,使中国半导体学科和半导体技术独立自主地发展起来。 [2] 如学生秦国刚、 [13] 甘子钊、夏建白等好几位当选为中国科学院院士。 [14]

曾任中国科学院半导体研究所研究员、所长、名誉所长,中国物理学会理事长等。 [4]

中国人民政治协商会议第五届全国委员会常务委员会委员(1978年),以后分别连任第六届、第七届、第八届政协常委。 [6]

中国物理学会理事长、科学院数理学部常委,中华人民共和国第三届全国人民代表大会代表(1964年)

1977年,黄昆被调到科学院半导体研究所任所长。 [2]

国际纯粹物理和应用物理协会(IUPAP)半导体委员会委员(1985-1988年)。 [6]

父亲黄徵是中国银行高级职员,母亲贺延祉也是银行职员。母亲毕业于北京女子师范大学。 [2]

黄昆他好比现代的凤凰涅,从灰烬中飞起又成为世界领头的固体物理学家。(国际著名固体物理学家、德国马克斯普朗克协会固体物理研究所前所长卡多纳(M.Cardona)评)

黄昆先生是世界著名的物理学家,他对固体物理学作出了许多开拓性的重大贡献,是中国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一。黄昆先生一贯强调德才兼备,教书与育人相结合的教育原则,呕心沥血,教诲提携,以极大精力投入为国家培养科技人才的光荣事业,认为在中国培养一支科技队伍的重要性远远超过他个人在学术上的成就,堪称中国科学界的典范。黄昆先生为我们留下的不仅是一些举世瞩目的科学成果,还有在科学研究上不断创新、勇于探索的精神,还有严谨求实的治学态度和淡泊明志的高尚情操。他对祖国的赤子之情,对事业的赤子之诚,对党的赤诚之心和高尚的情操将垂范世人,启迪后学。(北京大学物理学院教授秦国刚院士评 [13]

黄昆先生最重要的贡献就是创办五校联合半导体专门化,为国家的半导体科技事业培养了一批又一批栋梁英才,为创建和发展中国半导体科技和教育事业、从无到有地建立和发展半导体工业体系起到了开拓性作用。黄先生所倡导的自力更生、团结协作、以及多方争取教育资源等先进的教育思想永远值得我们学习和发扬。(复旦大学阮刚教授 [13]

黄昆院士是中国科学界的典范,他呕心沥血,教诲提携。他严谨的治学风格培育出一批英才,他对祖国的赤子之情,对事业的赤子之诚,对党的赤诚之心和高尚的情操将继续垂范世人,启迪后学。(彭桓武戴元本郝柏林何祚庥 [16]

岱色苍茫众山小,天容惨淡大星沉。物理学界不见君,院士行中少一人。(微波通信光纤通信专家叶培大院士评 [16]

黄先生带出了一大批中国半导体事业的骨干,桃李满天下。(半导体物理专家夏建白院士评 [16]

黄昆先生做人、做科研求真务实,他那实事求是的精神、创新的思维和严谨的学风都值得我们学习。(微电子学家、清华大学李志坚院士评 [17]

铜像

2006年12月15日,由北京大学物理学院、北京大学微电子研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室联合主办的黄昆先生铜像落成仪式在北京大学物理大楼举行,北京大学党委书记闵维方出席仪式,并与黄昆的夫人李爱扶女士、长子黄志勤先生等一起为铜像揭幕。 [13]

追思会

2015年7月6日上午,在黄昆院士逝世十周年之际,中国科学院半导体研究所在学术会议中心举行了黄昆院士学术思想研讨会暨黄昆先生逝世十周年追思会,以纪念中科院院士黄昆对科学事业做出的贡献,深切缅怀他的高尚品格和道德情操。中科院院士秦国刚、王阳元、甘子钊、朱邦芬、王启明、郑厚植和夏建白,北大、清华部分师生,半导体所领导,超晶格国家重点实验室员工及学生等参加了追思会。追思会由中科院院士、半导体所所长李树深主持。 [18]
  


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