名师风范:忆黄昆-在科研中成长
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    薛士鎣

    我最早听到黄昆先生的名字是在苏联科学院半导体研究所学习和参加科研工作期,1957年黄昆先生和玻恩合著的《晶格动力学理论》(俄译本)在苏联出版发行,那时给我们讲授半导体物理课的沙雷特(С。С。Шалыт)教授(也是半导体研究所的一位研究室主任)告诉我说“你们中国有一位国际知名的固体物理学家,他就是北京大学的黄昆教授”,嘱咐我一定要读一读《晶格动力学理论》这本书,“即使读了不懂也不要紧,以后该书是应该反复阅读的”。当天中午我就赶到涅瓦大街(在列宁格勒市中心)最大的书店买到了这本书,并抓紧时间翻阅了一遍,当然,很多内容并没有看,1959年我又有幸得到黄昆、谢希德两位先生合著的《半导体物理学》一书,当时在苏联学习“半导体物理”课程时能阅读到的参考书主要有约飞著的Физикаполупроводников、肖克莱的Electronsandholesinsemiconductor、邓拉普(W。C。Dunlap)的Anintroductiontosemiconductors,但当我翻开黄先生和谢先生的这本学术专著时,就立即被吸引住了,书中物理概念之准确、清晰,物理图像之简单、鲜明,理论阐述之深入浅出和通俗易懂,远非上述其他参考资料可以与之相,阅读学术专著能有爱不释手、恨不得一口气读到底的感受,实属少,从那时起,我就怀着仰慕之心,期盼着回国以后能有机会在黄先生指导下从事科学研究工作。

    我于1960年2月下旬回国,参加了为期两个月的“归国留学生集训班”,任务是学习政治和等待分配,我填报的志愿当然是经典的“服从组织分配”,实际内心很希望能从事科研工,“五一”前夕,集训班结业,宣布分配方案,我的期盼竟成了现实,我被分配到北京大学物理系工,节日刚过,5月3日一上班,我就迫不及待地匆匆赶到北京大学报到,成为物理系半导体物理教研室的一,后来,物理系领导又决定我兼任系科研秘书之职(占50%工作时间)。当时黄昆先生是物理系主管科研工作的副系主任,兼任半导体物理教研室主任,无论从系还是教研室的角度,都是我的直接领,这样,我就有较多的机会聆听黄先生对科学研究的精辟见解,得到他的许多宝贵教诲。

    下面记叙的是四十多年前,我们这些年轻教师,在黄昆先生的指导下,通过科研工作的实际锻炼,得到培养和逐步成长的点点滴滴,当然,只能说是留下的一些片段和印象了。

    黄昆先生十分重视“科研育人”,要求、鼓励并积极支持年轻教师投入到系统、深入的科学研究工作中去,通过实际锻炼提高独立工作能力,培养严谨的科学作风,更快地成长起,当时“科研大跃进”刚刚结束,正常的教学、科研秩序尚未完全恢复,有一天,黄先生对我谈到开展系统、深入的研究工作的重要意义,在详细了解了我在苏联科学院半导体研究所扩散过程研究室所做的研究工作以后,要我以学术报告形式向教研室全体同志做一次汇,黄先生亲自主持了这次报告会,对我所做的工作给予了肯定,鼓励大家积极创造条件,尽快把科研工作开展起,随着国家经济的调整,学校的教学和科研工作也开始调整,其间黄先生就我的工作任务问题与我进行了一次较长时间的谈,黄先生讲话的大意是,学校的教学、科研秩序正在恢复,科研工作的重点重新回到基础研究,半导体物理教研室已决定承担国家科学规划中的“扩散的基础研究”项目,研究课题定为“磷在SiO2-Si系统中的扩散”,由李克诚同志担任组,1956~1958年曾有一位苏联专家在物理系工作,带领几位教师开展过用示踪原子方法研究杂质在半导体中扩散规律的工作,李克诚就是其中的一,黄先生接着对我说:“你在苏联一直是做这方面的研究工作的,希望你协助李克诚尽快把扩散实验室重建起来,开展系统深入的研究工作,早日取得有水平的成,”黄先生的这次谈话既是对我的信任和鼓励,也是对我的鞭策和期,使我备感兴奋的是,在黄昆先生指导下从事科研工作的期盼终于要实现了。

    在黄昆先生的直接指导和支持下,李克诚同志带领大家(还有祝忠德、黄詠两位同志,后来又有张利春同志)很快就开始了扩散实验室的重建工,遵照黄先生一贯倡导的自力更生、勤俭节约的原则,我们没有“等”、“靠”、“要”,而是齐心协力、自己动手、修旧利废、革新挖潜:能改造的就改造;不能改造或没有的尽量自己设计和研制,或在校内加工制造;再就是到系、校库存积压物资中“淘金”,寻找能为我所用的器材;实属必需而自己又确实解决不了的才外购解,像原有的几台硅碳棒高温炉,由于炉腔短,几乎没有恒温区,我们就对其加热系统进行彻底改造,经过多次试验和不断改进,终于在不同扩散温度下,都能得到有一定长度的恒温区,成为名符其实的高温扩散炉,满足了实验需,由于研究工作对硅片表面质量的要求很高,当时普遍采用的手工磨抛方法达不到要求,我们就参照资料中的简单介绍,自己设计,由学校仪器工厂加工、制作了研磨抛光装置,经过使用,效果颇,我们到库存积压器材中“淘金”的最大收获是发现了一台进口的高精度微量分析天平,经过与北京市计量部门的合作和共同努力,使这台天平的精度完全达到了原设计要求,在研究工作中起到了重要作,在这一过程中,我们也学习和掌握了这类精密天平的安装、日常维护、保养及检测的技术和方,我们还在已经掌握硅表面氧化层生长规律的基础上,充分利用组内条件,精心制作了一套当时国内领先的用于测定二氧化硅薄膜厚度的“比色板”,成为研究硅表面氧化层的重要工具之,这样,通过日日夜夜的艰辛努力,在短短的时间内我们完成了扩散实验室的重建,实现了黄先生要求的第一步。

    实验工作开始以后,黄昆先生经常来实验室了解工作进度、存在问题和下一步打算,有时也和我们一起分析实验结,通过这样的工作检查和分析讨论,聆听黄先生的教诲,我们受益匪,黄先生本人是从事理论研究的,但他十分重视实验工,实验研究的作用,概括起来可以说,一是发现新现象,提出新见解;二是证实新理论,总结新规律,而这两者的前提是实验结果必须可,因此黄先生要求我们对待实验一定要一丝不苟,数据准确、可靠,经得起检验,经得起时间的考,黄先生对样品制备、硅表面热生长氧化层、高温扩散等工艺操作过程都一一进行过了解,对氧化层厚度、氧化和扩散温度、放射性强度等测量工作十分重视,要求我们对测量误差进行认真分析,确保结果的可靠,甚至微量分析天平的日常维护、保养工作也在黄先生关心之列,直到他得知天平由专人管理,维护、保养和使用都有记录,计量部门定期来检测时,才满意、放,黄先生正是这样言传身教,使我们逐步养成严谨的科学学风,保证了科研工作质量。

    随着工作逐步深入,怎样提高研究水平成为重要议,由于当时实验条件较为简陋,有时会带来一些困难和问题,影响实验精度和工作效率,很自然会使人想到最好能增添若干新的、先进的仪器设备,但十分有限的科研经费不允许这样,这时黄昆先生就鼓励我们要坚定信心,要学会多动脑,他说,如果确是实验必需,该买的当然要,但许多有名的重要实验成果并不是用很高级的仪器做出来的,不少科学家也是因陋就简,用自制设备做出了有价值的成,他还说,做实验研究,不要只同人家比仪器,更要同人家比“想法”(按现在流行的说法就是要有“idea”,要创新)。我们成功地用中子激活技术取代常用的表面涂层闭管扩散方法,可以说是黄先生教诲的具体体,当时能得到的放射源只有Na2HPO4(示踪原子是磷的放射性同位素32P),只能采用表面涂层闭管扩散的方法;但这与实际器件的扩散工艺差之甚远,而且这样制备的样品表面质量难以保证,实验结果的重复性也较差,同时32P的高温闭管扩散还带来不安全因素,因此,要做好实验很不容,在黄先生讲话精神的启发和激励下,我们从实验方案、技术路线方面创新,大胆探索用中子激活方法研究磷在SiO2-Si系统中的扩散(当时从文献中未见到有关报道)。采用与器件工艺相近的以P2O5为扩散源,进行开管携带气体扩散,经中子辐照,使31P发生核反应转变为32P,再进行放射性测,这一方法除了接近器件实际扩散工艺外,还使样品表面质量和实验结果的重复性得到明显改善,也避免了放射性物质的高温扩散,从而提高了研究工作的质量和水平,加快了实验的进程。

    研究工作不断深入,我们开始取得一些有意义的结,这时物理系领导决定我不再兼任系科研秘书职务,而是全身心地投入扩散组的工,1963年,李克诚同志首次代表扩散组在全国物理学会年会上报告了部分成果;1965年,又在全国半导体物理年会上宣读了论文;部分结果还在《物理学报》上发表,兄弟单位也派人前来参观学,与我们同时,教研室其他一些年轻教师也纷纷取得可喜的成,半导体物理教研室的科研工作终于走上了正轨,黄昆先生的辛勤耕耘初结硕果:出了一批具有相当水平的科研成果;年轻教师通过科研实践茁壮成长,既培养了严谨的科学学风,还提高了独立工作能力,包括分析问题的能力和提出自己创见的能力;“科研育人”终见成效。

    可是好景不长,正当我们满怀激情,准备大干的时候,“四清”、“社教”、史无前例的“文化大革命”,一次比一次更加猛烈的政治风暴席卷而来,已经创建的科研基础几乎被彻底摧毁,科研工作完全中断,我也于1972年被迫离开了北京大学。

    黄昆先生重视年轻教师的健康成长是多方面的,不仅严格要求,也亲切关怀和热情帮,我亲身经历的几件事给我留下了难以忘怀的印,1960年末,我在苏联完成的科研工作结果在苏联《固体物理》(ФТТ,Ⅱ,1960,11,纪念А。Ф。约飞院士专刊)杂志上发表了,黄先生收到后很快就告诉我,并把它赠送给我,关爱之情溢于言表,使我深受感动,至今我还完好无损地保存着这本杂,1966年春节前,我爱人从江苏来京完婚,我们的婚礼就在我住的集体宿舍备斋举,这一天,教研室在校的老师都来了,而令我们喜出望外的是黄先生、李爱扶先生带着两个孩子全家前来参加,黄先生亲自做证婚,婚礼结束以后,黄先生又把他自己的两张人民大会堂春节联欢晚会的请柬送给我们,并对我爱人说:“你初次来北京,应当去人民大会堂看,”我爱人至今还清楚地记得此事,回忆起来依然充满感激之情,当时普通老百姓是极少有机会进入人民大会堂,1972年我回到家乡以后,改行到当地电子工业部门搞技术管理工,粉碎“四人帮”以后,已调任中国科学院半导体研究所所长的黄昆先生热切希望和欢迎我回北京重返科研第一线,半导体究所专门派了所人事处负责人等两位同志到我家乡找当地市委领导协商调动事,同时,北京大学校长兼任中国科学院副院长周培源先生也希望我回北京到他身边工,由于周先生和黄先生大力支持,我们全家从江苏调回了北京,我在中国科学院院部担任周培源副院长秘书,同时兼任半导体研究所第四研究室主任,幸运地再次在黄先生领导下从事科研工,可是后来由于工作需要,我又离开,而且是永远离开了科学研究工作。

    四十多年过去了,黄昆先生离开我们也已经两年多,黄先生的谆谆教导至今记忆犹新,激励和指引一代又一代科学工作者不断攀登新的科学高峰。

    作者简介

    薛士鎣,研究,1953年赴苏联留学,毕业于列宁格勒加里宁工学院半导体物理专业,并在苏联科学院半导体研究所从事研究工,1960年回国后到北京大学物理系半导体物理教研室任教,曾兼任物理系科研秘,1978年后历任中国科学院领导秘书兼中国科学院半导体研究所研究室主任,中国科学院数学物理学部物理处处长、学部副主任,中国科学院国际合作局局长。

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