成功来自漫长的坚守和懈的寻觅

时间:2022-08-20 02:59:37

成功来自漫长的坚守和懈的寻觅

“最大的愿望是把国家自然科学基金重点项目完成好……”

2007年12月,山东大学(以下简称山大)王克明教授名列其中,当选为中国科学院院士。

王克明说,“院士这份荣誉首先属于山大,因为山大培育了我,我最想说的话是‘谢谢’两个字。”他强调,科研不是个人行为,需要合作,需要团结,需要经费支持。课题组科研成果的取得离不开学校领导和兄弟单位的支持和帮助,特别是物理与微电子学院、晶体材料国家重点实验室、化学与化工学院、信息科学与工程学院、北京大学重离子物理教育部重点实验室、香港科技大学、美国纽约州立大学(奥尔贝尼)、德国帕特博恩大学等。经费上更离不开国家自然科学基金委员会的支持。

王克明的主要研究方向是离子与固体相互作用、离子注入光波导。离子注入技术,通俗地说就是将加速器或离子注入机产生的离子注入到各种固体材料中,以改变固体表面和近表面的特性,如电学、力学、光学特性等。离子束技术能改变固体表面和近表面的特性,是20世纪科学史上的重大发现,已在材料科学和信息科学的应用研究中发挥了重要作用。

王克明已经在这一领域奋斗了30多年。王克明的科研经费主要来自国家自然科学基金委员会的支持6项国家自然科学基金面上项目和2项国家自然科学基金重点项目。他主持的国家自然科学基金重点项目“离子注入光电晶体波导结构的基础研究”,在2005年4月国家自然科学基金委员会组织的结题验收会上,获得专家组的高度评价“该项目全面完成了研究计划,培养了人才,并在项目的研究中,发现了‘高能重离子低剂量’形成波导区折射率增加型光波导的新方法、新模式,扩展了研究内容,取得了有显著创新的研究成果。”专家组对“创新”一词的使用一向是格外谨慎的。这些研究成果的完成是“粒子与光电材料相互作用的应用基础研究”获2005年国家自然科学奖二等奖的主要内容之一。

当问到王克明今后最想做的事是什么?王克明充满信心地说“我最大的愿望是把新的国家自然科学基金重点项目完成好……”

2007年9月,王克明申请的国家自然科学基金重点项目“基于离子注入波导结构的准三维光子晶体的形成机理和特性研究”,经国家自然科学基金相关专家评审和会议答辩,再次获得批准。从2008年1月1日开始,“在原来的离子注入光波导的基础上继续往下做……将为核技术在崭新的光子晶体的研究领域中提供新思路和新方法,发现新现象和新规律。”重任在肩,王克明不敢有丝毫懈怠,他将和同事们一如既往地带领学生日日忙碌在实验室。

“科学研究要经得起挫折”

外表温雅、随和的王克明一口吴侬软语,满头如雪白发,永远是谦和儒雅的笑容,但他的内心却无比坚毅、自信。他的学生、博士生导师卢霏教授常常谈起导师的一句话,“要做,就要争取做得最好。要瞧得起自己,如果自己都瞧不起自己,就根本不可能有什么成就。”

这些年来,王克明有170余篇论文被SCI收录(第一作者83篇)。他们的研究组在离子与固体相互作用,特别在离子注入光波导领域中取得了一系列重要成果,引起国际同行的关注和重视。这其中,每一项数据资料,每一个结论,都要经过反复实验,反复测试。有时一篇文章需要几年时间的积累,有时仅仅为得到一条曲线,就要付出不知多少艰辛的努力。1989年,他首次提出了“KTP晶体离子束形成光波导”的设想,并申请了国家自然科学基金。经过反复探索、实验,1991年样品终于出来了。但由于设备条件的限制,学校还不能够进行光波导测试。他带着样品来到国内有关单位,请他们帮助测试,测试结果却是“没有光波导现象”。但是王克明依然坚信自己的思路和实验。他把样品精心保存在实验室,直到1997年他的博士研究生做光波导的导模测试时,又拿出来重新测试。令人惊喜的光波导现象终于出现了!经过多次重复测量,拍下照片,光波导现象确实存在。他写了一篇文章,寄往一家SCI刊物发表。这个刊物的特点是“快”,但拒稿率很高。他这篇文章正式出版只花了2个多月的时间。一个字不要求修改就刊登了,这个1991年开始沉睡的离子注入KTP晶体光波导又“复活”了。

严谨、扎实的习惯,铸就了一种品格,而不同的品格,决定着成就事业的不同境界。

“规律的发现是个漫长过程”

科学研究总是在前人的基础上有所前进、有所发现。科学研究要注重“新”字,同时还要兼顾系统性和连续性。科研的生命在于创新,科研的价值也在于创新。王克明经常对学生说“搞研究要保持自己的特色,不能总跟在别人后面跑。”对于离子注入光波导,1978年英国的汤森德(Townsend)教授等人首次用MeV He离子剂量为1016离子/厘米2(称之为“高能轻离子低剂量”模式)在LiNb03晶体上形成离子注入光波导以来,国际上一直利用这种模式在几十种氧化物光电晶体形成光波导。这种方法具有注入剂量高、注入时间长的局限性。为什么国际上是采用轻离子(主要是He、H)而不能用质量重一点的离子,基于以往的研究基础,突破常规的注入模式,他和他的研究组1990年开始了重离子注入光波导的探索工作,1993年首次报道了剂量为1014离子/厘米2的MeV Cu离子注入在铌酸锂晶体中形成光波导的结果。2001年,王克明和他的研究组又首次在国际上报道了用MeV Si离子剂量为1014离子/厘米2(称之为“高能重离子低剂量”模式)在铌酸锂中形成波导区折射率增加型的光波导。迄今为止,他们已用这种模式在13种氧化物光电晶体中形成了波导区折射率增加型的光波导,并对离子注入波导结构的形成机理进行探索。王克明研究组用这种模式成功研制了高质量低损耗的铌酸锂条形光波导,在工作波长为1550.9纳米的单模波导损耗低达0.17dB/cm,并研制了铌酸锂分支器,一般认为损耗小于=1.0 dB/cm的光波导是有应用价值的。

王克明和同事、学生们一起,日复一日、年复一年,做着一些看起来重复的工作对注入离子的射程、造成的损伤、形成光波导的条件等进行深入系统的研究。观察、分析、探讨、思考……他一天天泡在实验室,有时还要忍受胆结石症的痛苦折磨,他与学生一次次往返于北京大学等院校的实验室做实验,有一次买不上票,甚至挤坐在水泄不通的车厢过道上,把腰扭伤了,半个多月才恢复,他没有丝毫怨言,却感到欣慰,因为按时赶到了北京大学……。

学生们为什么也能够耐得住寂寞?卢霏说:“在这个组里不会那么浮躁,能够静下心来与这里的氛围有关系。王老师曾有一个实验等待了六七年才得到证实,这对我们就是一种感染……”王克明的学生、物理与微电子

学院目前最年轻的博士生导师陈峰说,“有时结果跟预想的不一样,就要坐下来分析为什么会是这样子?从源头开始找原因,如果每一个环节都没问题,还要再仔细探索每一个细节。经常要面对失败的例子,否则就不是搞科研了……”

漫长的科研之路需要足够的耐心和定力,而独特的思路和灵感,只能产生于持之以恒的坚守之中。这些年来,王克明领导的课题组系统地研究了离子注入形成氧化物光电晶体的光波导结构及其特性,提出了形成波导区折射率增加型光波导的新原理、新模式和新方法,并揭示了离子注入波导结构的形成机理提出了用激光脉冲沉积法制备掺Er的KTP晶体波导激光薄膜的方法系统研究了重离子注入光电晶体中的射程和损伤分布,发展了重离子在多元靶中的平均投影射程及其离散的有效计算方法,取得一系列令人瞩目的成果。

为什么能够不断有所突破?王克明没有惊人之语,“规律的发现是个漫长过程”……“科研需要长期积累,到一定时候,想法便出来了。”

“最高兴的是看到学生的成长……”

采访中王克明总是一次次提到自己的学生“最高兴的是看到学生的成长。”王克明说。

“认识王老师是我的荣幸。”学生们不约而同地回答。

几十年来,王克明对学生倾注了大量心血,帮助学生设计课题、启发思路、修改论文,组织课题讨论班,提倡学术民主,引导学术争论;鼓励学生大胆创新,捕捉前沿问题。在这个充满活力的团队中,学生们迅速成长为学术中坚。目前,王克明的研究小组已经在国际同行中获得较高知名度,仅2001年以来,他们就在SCI刊物上70余篇。他培养的30名研究生中有5人获得德国洪堡奖学金,成为洪堡学者。他的博士生胡卉、陈峰、王雪林获得山东省优秀博士学位论文奖,王雪林2007年还获得全国百篇优秀博士学位论文奖,有3人获国家自然科学奖二等奖。

学生们留恋这个集体,有的已经毕业多年,依然与组里、与王老师保持密切联系,个人有什么变动,工作上遇到什么问题,还是经常找王老师商量,学生们充满感情地说,“不管走得多远,好像还是这个组的人……”

“积极培养科学技术人才是院士的义务。”王克明强调。谈到自己的团队,他露出满意的神情“1993年我评上博导时已经54岁,当时还是物理系最‘年轻’的博导,而他们才只三四十岁,学术起点比较高,并且都已有自己的方向……我们的队伍非常齐整……下一步希望研究方向更广一些,能够在新的领域有新的发现,找一些规律性的东西,尽我们的最大努力去做……”

“―进到这个领域就拔不出来了……”

为什么对科研事业如此投入?王克明的语言非常质朴,“一进到这个领域就拔不出来了……”

不管是在教师节座谈会上,还是记者采访时,每当谈到国家的巨大变化,王克明总是感慨万千,他经常说起1980年第一次走出国门时给他的巨大冲击。作为改革开放后较早派出的中国大陆留学生来到美国,美国现代社会物质生活的繁华与刚刚走出劫难的祖国的贫穷形成巨大反差。他曾经在不同的场合,听到过类似的问话:“你是哪国人?日本人还是……”“我是中国人。”“在哪个餐馆工作?”当时,在很多外国人眼里,中国代表着贫穷落后,中国人意味着没有知识没有文化,只能在餐馆打工。这令他终生难忘,他深深懂得一名中国知识分子肩头的使命和责任,暗下决心要为改变祖国面貌做出自己的努力。

当时年已不惑的王克明清醒地认识到,除了拼搏,别无选择。他以顽强的毅力拼命补习外语,水平提升速度之快令老师惊讶。他主动给自己增加任务,除了参加导师的研究工作外,还经导师同意参加了其他几位教授的研究课题。留学时“第二届国际离子束材料改性会议”就在他学习的大学召开,会议期间他有幸见到许多本学科中的国际一流的教授和学者,通过学术报告和交谈,触摸到专业领域的前沿问题,从那以后便一脚踏进这个领域再也没有离开。他如饥似渴、争分夺秒,吮吸着甘霖,储备着能量,一步步缩短着与国际学术界的距离。

现在,王克明出国参加学术活动,再也没有人问当年那样的问题了。有些国际学术刊物规定,发展中国家的作者可申请免交版面费。“现在他们不干了,他们说中国已经不是发展中国家了,这说明我们和国外的差距在缩小,这才多少年啊!”

王克明的言语中分明透着几分自豪,那应当是一名知识分子最大的欣慰。

王克明,1957~1961年在山东大学物理系学习。后留校任教,现为山东大学物理与微电子学院教授,博士生导师。院学术委员会主任。国际波姆(Bohmlsche)物理学会科学成员、国务院学位委员会学科评议组(物理学、天文学)成员。1992年由人事部授予国家级有突出贡献的中青年专家。1995年评为全国教育系统劳动模范。2007年当选中国科学院院士。

主要研究方向为离子与固体的相互作用、离子注入光波导,有170余篇论文被SCI收录。影响因子大于2的有40篇。根据科技部信息研究所的《中国科技论文统计结果》。1990年,1994年和1998年分别列为SCI数全国排名第三,第五和第九位,“粒子与光电材料相互作用的应用基础研究”获得国家自然科学奖第二等奖(一等奖空缺)。科技成果获省部级奖4项。“离子注入光波导和缺陷研究”2001年获教育部中国高校自然科举奖一等奖。获得发明专利二项。培养研究生30名,已有14人获博士学位,3人获山东省优秀博士学位论文奖,1人获全国百篇优秀博士学位论文奖,5人成为德国洪堡学者。

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