湯定元
曾任上海技術物理研究所副所長
湯定元(1920年5月12日—2019年6月3日),出生於江蘇省常州市金壇區,物理學家,中國半導體學科和紅外學科創始人之一,中國科學院院士,中國科學院上海技術物理研究所研究員、博士生導師。1942年湯定元從台灣中央大學物理系畢業后留校任教;1948年赴美國明尼蘇達大學物理系學習,同年轉入芝加哥大學物理系;1950年獲得芝加哥大學物理系碩士學位;1951年回國後到中國科學院應用物理所工作,歷任助理研究員、副研究員;1957年加入九三學社;1964年調入中國科學院上海技術物理研究所工作,歷任副所長、所長、所學術委員會主任、紅外物理國家重點實驗室學術委員會主任;1991年當選為中國科學院學部委員;2002年獲得何梁何利基金科學與技術進步獎。湯定元參加和指導研製了硅太陽能電池、高能粒子探測器等多種光電器件;研製了硫化鉛、銻化銦、鍺摻汞、碲鎘汞等各種紅外探測器的材料和順件。
湯定元
1930年秋,湯定元進縣城讀小學五年級。僅讀了一年,因遇上特大洪水,農村顆粒無收,失學在家。
1932年春,湯定元到縣城讀中學。初中畢業后,考進無錫高等師範學校,讀了兩年。
1937年,抗日戰爭爆發,湯定元與同學靠沿路“求乞”步行到武漢,住進難民收容所。
1938年4月,被國民黨教育部收留,分到國立四川中學師範部繼續學習。僅讀了三個月,7月就從師範部畢業,留在學校等待分配。而後他考入台灣中央大學物理系。
1942年,湯定元從台灣中央大學物理系畢業后留校任教。
1948年3月,湯定元赴美國明尼蘇達大學物理系學習,同年轉入芝加哥大學物理系。
1950年,湯定元獲得芝加哥大學物理系碩士學位。
1951年,湯定元回國後到中國科學院應用物理所(1958年更名為中國科學院物理研究所)工作,歷任助理研究員、副研究員。
1957年,湯定元加入九三學社。
1960年,湯定元在中國科學院半導體研究所工作,期間兼任中國科學技術大學教授和半導體教研室主任。
1962年,湯定元晉陞為研究員。
1964年,湯定元調入中國科學院上海技術物理研究所工作,歷任副所長、所長、所學術委員會主任、紅外物理國家重點實驗室學術委員會主任。
1991年,當選為中國科學院學部委員(院士)。
2019年6月3日,湯定元在上海逝世,享年99歲。
湯定元在芝加哥大學學習期間,他在學校高壓物理實驗室工作,在A.W.Lawson教授指導下研究高壓相變。他以金屬鈹(Be)做高壓容器,研究X—射線通過鈹容器攝取高壓下樣品的粉末衍射像。湯定元在工作中發現:金屬鈰(Ce)的晶體結構在高壓(約大於12千巴)下仍保持大氣壓下的面心立方,但體積突變16.5%。在原子周期表中,鈰是鑭系稀土類元素中第一個有4f態的元素,壓力的作用可解釋成4f電子被“擠入”內部的空5d態——一種新穎相變。這一成果立得到兩位諾貝爾獎金獲得者P.W.Bridgman和L.Pauling的重視。之後,他又研製成金剛石高壓容器,得到25千巴的壓力。湯定元取得碩士學位之後,繼續做博士論文工作,研究方向是利用這個新的高壓容器研究碳酸鈣(CaCO3)的相變。
1956年下半年,湯定元在物理研究所半導體研究室進行鍺的區域提純的工作,並對鍺光電導光譜分佈做了測量研究,用表面複合速度定量地解釋了鍺光導光譜分佈的形狀,提出了研究表面複合速度的方法,並用實驗證實表面複合在光電過程中的作用。1957年,在民主德國召開的國際固體物理會議上,他宣讀了研究成果。
1958年12月起,湯定元帶領科技人員從事硫化鉛紅外探測器的研製工作,研製出性能優良的硫化鉛紅外探測器。同時建立起一套測試設備,包括黑體響應率、雜訊頻譜、光譜響應等。這套測試系統後來成為中國國內建立紅外探測器實驗室的樣板。在此期間,湯定元等還編譯出版了《紅外光電探測器及其材料》一書。
1978年後,湯定元預計到碲鎘汞紅外探測器在今後紅外技術發展中的重要性,在上海技術物理所帶領一個科研群體,對碲鎘汞晶體材料、器件及物理性能進行了全面系統的研究。
1985年後,湯定元參加紅外輻射加熱技術研討會,了解到這一重要的節能技術在中國發展中所遇到的一些問題,就寫了一本《紅外輻射加熱技術》的科普讀物,闡明了輻射加熱的基本原理。
1999年,湯定元的16項成果被收入國際權威的科學手冊《Landolt.Boernstein: Numerical Data and Functional Relationship in Science and Technology》Ⅲ/41B卷中(德國Springer出版社)。
學術論著
截至2014年4月,湯定元在中國國內外發表了一百多篇學術論文,涉及碲鎘汞半導體的能帶參數、光學常數、雜質缺陷、材料物理和器件物理等諸多方面。此外,他還先後主持撰寫和編譯出版科技專著和科普書籍12本。
出版著作
出版日期 | 名稱 | 作者 | 出版社 |
1992.11 | 《紅外輻射加熱技術》 | 湯定元編著 | 上海:復旦大學出版社 |
1989.10 | 《光電器件概論》 | 湯定元等編 | 上海:上海科學技術文獻出版社 |
1979.09 | 《遙感手冊第1分冊》 | (美)R.G.Reeves等著;湯定元等譯 | 北京:國防工業出版社 |
1964.08 | 《半導體太陽電池譯文集》 | 江明珞等譯;湯定元編校 | 北京:科學出版社 |
1956.08 | 《眼睛和太陽》 | (蘇)С.И.Вавилов著;湯定元譯 | 北京:科學出版社 |
1955.12 | 《半導體物理學》 | (蘇)А.Ф.Иоффе著;湯定元等譯 | 北京:科學出版社 |
1955 | 《近代物理學中半導體》 | (蘇)約飛А.Ф.Иоффе著;湯定元等譯 | 北京:科學出版社 |
期刊論文
湯定元,高國裕。表面複合速度對於鍺的光電導光譜分佈的影響(一)[J].科學通報,1957,2(8):238-239.
湯定元,鄭國珍。窄禁帶半導體[J]. 物理, 1983(4):196-205.
湯定元。紅外探測器的發展現狀[J]. 激光與紅外, 1991(1):5-11.
湯定元。紅外物理與紅外技術[J]. 物理實驗, 1992(4):153-159.
湯定元。紅外探測器的研製[J]. 中國科學院院刊, 1993(1):57-58.
湯定元。沙坪壩時期的一段研究工作的回憶[J]. 物理, 1994, 23(10):0-0.
湯定元。關於我國紅外技術發展的一些回憶[J]. 紅外技術, 2000(1):2-7.
湯定元。世紀之交話光電子技術與產業[J]. 激光與紅外, 2001, 31(2):67-70.
Tang D, Yang H, Zhang L, et al. Characterization of spray granulated Nd:YAG particles for transparent ceramics[J]. Journal of Alloys & Compounds, 2015, 639:244-251.
科研成果獎勵
截至2014年4月,湯定元先後獲得國家自然科學三等獎、國家科技進步二等獎和三等獎各一次,中國科學院自然科學一等獎、二等獎、三等獎各一次,中國科學院科技進步一等獎一次、二等獎兩次,中國科學院重大成果獎一次,上海市科技二等獎兩次。
時間 | 項目名稱 | 獎勵名稱 |
1993年 | 窄禁帶半導體的光學和電學性質研究 | 國家自然科學獎三等獎 |
教育理念
湯定元認為:對一位科研工作者來說,想要做好科學研究,取得成績,首先要對他所從事的科技有非常濃厚的興趣,他自己開始就是因為有濃厚的興趣才進入這個領域。其次,對於研究工作要有很明確的目標,不能淺嘗輒止,要不怕失敗不怕困難,這些都是起碼的精神。而研究方法方面,第一要對科技的內容仔細慎重地了解各個方面的關係,其次要了解掌握國際前沿,這個是很重要的一點;最後,研究工作要抓成果。
指導學生
截至2008年3月,湯定元已指導培養了9名博士、30多名碩士,1999年指導博士生劉坤的畢業論文《窄禁帶半導體光電性質及其二維特性研究》被評為全國優秀博士學位論文;三次被中國科學院評選為“優秀導師”。
時間 | 榮譽表彰 |
1978年 | 全國科學大會授予“在中國科學技術工作中作出重大貢獻的先進工作者”獎狀 |
1988年 | 國防科工委授予“獻身國防科技事業”榮譽證章 |
1994年 | 全國僑聯授予“愛國奉獻”獎 |
2002年 | 何梁何利基金科學與技術進步獎 |
中國電子學會第一批遴選會士 |
湯定元兼任上海科技大學教授、技術物理系主任,曾任《紅外與毫米波學報》主編、《應用科學學報》副主編,中國光學學會副理事長、上海市物理學會副理事長、上海市紅外與遙感學會副理事長;全國政協第五屆委員,第六、七屆常務委員和第八屆委員,九三學社第七、八屆中央委員。
湯定元在把半導體紅外器件成功地應用於中國探測、空間遙感方面,有開拓性貢獻。(中國網評)
湯定元開創並參與研製成功十種光電器件和紅外探測器,有一些已應用於人造衛星、軍用和民用高科技裝備中,為中國“兩彈一星”的研製作出了突出貢獻。(中國科學院上海技術物理研究所評)
湯先生一生最核心的精神就是為祖國做貢獻,他寫給國防科委領導的三封信直接推動了中國紅外技術的發展。在他心中,湯先生也是一位敢於創新、善於創新,始終工作在科學最前沿的科學家。他對科學的敏銳度,對攻關方向的準確把握,使技物所得以趕上甚至超越國際同行。在他心中,湯先生的一生始終把工作放第一位,以科研事業作為人生最大樂趣。學習湯先生,就是要學習他的精神,以此激勵自己,不斷求實創新。(2015年在湯定元院士學術思想研討會暨95華誕慶賀會上,中國科學院院士褚君浩評)
2015年5月12日上午,湯定元院士學術思想研討會暨95華誕慶賀會在中國科學院上海技術物理研究所舉行,參會的有湯定元先生的“四代”學生、當年同事,兄弟單位的代表,會議由中國科學院上海技術物理研究所副所長戴寧、丁雷主持,會前播放了湯定元先生紀錄片——《榮譽使命科學夢》。