汤定元
性别:
男
获奖年度:
2002
获奖奖项:
科学与技术进步奖
获奖学科:
物理学奖
工作单位:
中国科学院上海技术物理研究所
汤定元,物理学家,中国科学院院士,上海技术物理研究所研究员。1920年5月生,江苏金坛人。1942年毕业于重庆中央大学物理系,1950年获美国芝加哥大学硕士。1951年回国,历任中科院物理所、半导体所副研究员、研究员,并兼任中国科技大学教授、半导体教研室主任。1964年调上海技术物理所,历任研究员、副所长、所长、红外物理国家重点实验室学术委员会主任,并兼任上海科技大学教授、技术物理系主任。曾任《红外与毫米波学报》主编、《应用科学学报》副主编。为中国电子学会第一批遴选会士。曾任中国光学学会副理事长、上海市物理学会副理事长和上海市红外与遥感学会副理事长。1991年当选为中科院数理学部院士。他曾是全国政协第五届委员,第六、七届常务委员和第八届委员,九三学社第七、八届中央委员。
留美期间,他在名师指导下,从事高压物理研究。他以金属Be做高压容器,让x射线通过Be容器摄取高压下样品的衍射像。1949年他在实验中证实金属铈(ce)的晶体在高压(约大于1.2GPa,1GPa。10000大气压)下确有16.5%的体积突变,但相变前后都是面心立方。惟一的解释是原子半导的收缩。在原子周期表中,ce是镧系稀土元素中第一个有4f态的元素,压力使4f电子“挤人”内部的空5d态。这是一种新颖的相变!文章发表后立即受到多方面的重视,包括两位诺贝尔奖获得者。Bz5dgrrkan称他们“用一种最巧妙的技术取得了ce在高压下的x一射线衍射照片”。Pauling称这种4价ce正是根据他的金属原子半径理论所要寻找的相。
为了进一步提高压力,他们又研制成用两片金刚石对顶占高压容器,当时获得2.5GPa的压力。这种仪器体积小巧、易于掌握,受到同行的重视,经过后继者近20年的多次改进,现已成为高压物理研究中的重要仪器,最高压力可达200GPa,最低温度可做到5K。
1951年回国后,汤定元最初从事半导体光电现象与器件的研究。是我国半导体科学技术的开创人之一。1956年完成了锗光电导光谱分布的研究,用表面复合速度定量地解释了锗光电导光谱分布的形状,提出了研究表面复合速度的方法。在黄昆、谢希德著1959年出版的《半导体物理学》中,这一工作的内容占了一页半篇幅。科学院的吴有训副院长认为这是一项能用比较简单的实验区说明重要问题的好成果。
1956~1958年间向科学进军的号召触动了汤定元的思想。他认识到当时我国需要的不单是物理机制的研究,更需要做出有用的东西来,因此他决定转向红外探测器的研制。1958年底,他领导来自9个单位的16位科研人员从事硫化铅红外探测器的研制。这项研究成果为我国红外技术的进一步发展打下了良好的基础。
也是起源于他的倡议,中国科学院领导在1964.年初决定加强院内红外技术的力量。将1958年建立的上海技术物理所和昆明物理所都转向红外技术专业研究所。1964年5月,汤定元带领半导体所的13位科研人员来到上海技物所,根据该所的具体情况,使该所转向为红外技术专业研究所。以出重大成果为目标,组织全所科研工作。到今天,上海技物所已成为我国红外技术发展的主要研究中心之一。为我国的航天事业、国防任务、国民经济发展做出厂基础性、战略性、前瞻性的重要贡献。
50年来,汤定元先后开创并组织领导了硅太阳电池、碲镉红外探测器、焦平面列阵探测器等10种半导体光电和热电器件。这些器件有些已经生产,有些已成功地用于人造卫星、军用装备和民用高技术装备中,为我国红外技术的发展,作出了不可忽视的贡献。为此他本人也在1999年50周年国庆前夕作为特邀代表参加了在北京举行的表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家代表大会,受到中央党政领导的接见。
汤定元是我国窄禁带半导体学科的杰出带头人。1978年后,他考虑到碲镉汞红外探测器在今后红外技术发展的重要性,就把人力逐步集中到ngc:dTe材料器件和物理的研究上来,同时组建物理研究室。1989年物理室升格为国家重点实验室。十余年来,H酊drre的研究在国外确有极大的发展,成为红外技术发展中最重要的红外探测器材料。这证明十多年前他的思维是完全正确的。
近二十年来,汤定元在上海技物所带领一个科研群体对嘲dTe材料、器件及物理作了全面系统的研究。在国内外发表了100多篇学术论文。在能带参数、光学常数、杂志缺陷、材料物理和器件物理等方面取得了多项国际创新成果。这一课题在1993年获得国家自然科学三等奖。有13项成果被写进1999年德国sp,inger出版社出版的国际权威的科学手册:Landolf—Boemstein:《,Numerical I)ata and Functional Relationship in Science and iFechnology》Ⅲ/41B卷中。 汤定元还热心于科普教育。早在20世纪50~60年代他就写了不少科普文章,翻译过苏联瓦维洛夫的《眼睛与太阳》的科普名著。在他的科普文章中,《天坛中的几个建筑声学问题》(1953年科学通报第二期)一文最有影响。从科学上解释了四百多年来人们迷惑不解的天坛奇异声学现象。已为《中国古代科学成就》和《中国科学技术史稿》等书详细录用,甚至被写入高中物理教科书中。1978年他又组织编写了一本《红外技术——基础与应用》,发行了近5万册。为了普及红外辐射加热技术为国家更有效地节约能源,他于1992年写了一本《红外辐射加热技术》的科普书。 他先后主持撰写和编译出版科技专著和科普书籍10本,印刷字数超过340万。他本人撰写和翻译超过220万字。他培养了20多位博士和多名硕士。他曾荣获院部级以上科研成果奖16次,其中有国家自然科学三等奖(1993)、国家科技进步二等奖(1992)和三等奖(1989)各一次。他三次被中国科学院评选为“优秀导师”。此外他还荣获各种荣誉奖近10项,包括1978年全国科学大会授予的“在我国科学技术工作中作出重大贡献的先进工作者”奖状、1988年国防科工委的“献身国防科技事业”荣誉证章和1994年全国侨联的“爱国奉献”奖睥等等。
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