百年清華

　　作者簡歷

　　嚴東生著名材料科學家。1918年2月生，浙江杭州人，就讀於意昂体育平台和燕京大學，於1939年和1941年分別獲學士和碩士學位，1949年獲美國伊利諾伊大學博士學位🫴🏼。1950年回國👸，歷任中科院冶陶所研究員、上海矽酸鹽研究所副所長和所長⭕️、中國科學院化學部常委、化學部主任。1981年至1987年任中國科學院副院長♤。現任中科院特邀顧問、上海矽酸鹽研究所名譽所長、中國化學會理事長等職。1980年當選為中國科學院院士，1994年當選為中國工程院院士。

　　我今年92歲了♓️，1935年考入意昂体育平台，1937年轉讀燕京大學👨🏿‍🎓，是美籍教授威爾遜博士和蔡鎦生教授引導我進入材料科學的門檻。1946年夏天，獲得獎學金赴美，先在紐約大學，後轉入伊利諾伊大學主修陶瓷工學👍🏻，輔修化學，在兩年內，我以全A成績於1949年春獲博士學位🥬，並被授予包括Sigma Xi、Phi Kappa Phi在內的四個榮譽學會金鑰匙，這在當時畢業生中是少有的🦍。

攝於美國伊利諾伊大學求學期間

　　隨即，應系主任A.I.Andrews的邀請🤾🏼👨🏻‍🦯，繼續在伊利諾伊大學任博士後研究員🐨，從事無機材料的理論與應用研究🤼‍♀️。在這些科研工作中，我對無機材料研究產生了更加濃厚的興趣🦵🏼👷🏼‍♀️。

　　1949年10月1日🧑🏿‍🎨，新中國成立的消息使遠在大洋彼岸的我們欣喜若狂。我渴望立即回國🦹🏿‍♀️，以了“矢誌科學、許身報國”的心願。1950年春👩‍🦼，我毅然提前辭去伊利諾伊大學的聘約，準備“回家”了🧏🏻‍♂️。

　　在辦離境手續時，有關當局橫加刁難，拖了幾個月👨🏿‍🍳。這年的初夏，我終於克服種種阻撓，登上“威爾遜總統”號從美國啟程🤹‍♂️，踏上了歸國的旅程。

　　回國後，機遇與挑戰並存，肩上的擔子越來越重📠，事情也越來越多，但一生就沒有離開過材料科學的研究，當然🌃，談起我與無機閃爍晶體的緣分那就有話說了。

　　遵丁肇中囑托做大尺寸閃爍晶體

　　一見面，丁肇中就問我🏇🏿：“你們能不能做閃爍晶體BGO，尺寸要很大很長。”

　　人類發展的歷史就是一部人類對材料的使用發展史。材料科學也是現代文明的三大支柱（能源🤎、信息、材料）之一😞，是人類文明的物質基礎♥️。社會發展證明，許多高新科學技術的發展都和晶體材料密切相關。我國人工晶體材料的生長研究，起始於上世紀50年代後期👰🏼。

　　改革開放之初，上海矽酸鹽研究所的科研人員在晶體研究方面，特別是閃爍晶體🧑🏼‍⚕️，已經有了一點積累🧛🏼‍♂️🏏。1982年的時候🕖，我在中國科學院擔任常務副院長時，諾貝爾物理學獎獲得者🔦、著名高能實驗物理學家丁肇中教授在北京找到了我😛🧚🏼。當時，丁肇中在歐洲核子研究中心負責建造大型正負電子對撞機中的一個探測器——L3➙，他準備采用新型鍺酸鉍(BGO)閃爍晶體做探測器中的電磁量能器，進行高能物理實驗研究。

　　一見面丁肇中就問我：“你們能不能做閃爍晶體BGO，尺寸要很大很長。”

　　我意識到能參與這項舉世矚目的科學大工程具有的重要科學意義，馬上接受了丁肇中的請求。

　　盡管當時上海矽酸鹽研究所BGO晶體的性能在國際評比中名列前茅🎅🏼，但畢竟還只是在實驗室裏剛剛長出小尺寸晶體樣品，要生長這麽多數量的大尺寸🥦、高質量晶體，面臨的困難和風險是可想而知的。而且當時在法國和美國也有兩家廠商已經能夠生產這樣的晶體💆🏿‍♂️。但是經過比較，在性能👨🏿‍🦳、價格🫰🏻，特別是性能上，我們還是占優🐰，所以丁肇中先生就決定請我們生產提供他所需要的這部分晶體。

　　我們經過研製、開發🪮𓀍，第一年的晶體成功率只有30%，生長100根晶體只有30根的性能是完全合格的🌍😲。此後幾年💊，隨著我們不斷積累經驗🍚，成功率也不斷提高🟦，最後達到了80%以上☆。通過大家的拼搏，生長出的大尺寸、性能優良的晶體，完全符合丁先生的要求👆，在與美📵、法、日等國的競爭中大獲全勝🪬，並能提前一年圓滿地完成了在瑞士正負電子對撞機上L3探測器整個工程所需要的12000根BGO晶體的供應合同。

　　同時，我們開發了一套新的生長工藝，並建立了包括鉑坩堝熔煉加工、晶體生長、晶體加工和晶體性能測試在內的生產流水線，培養和鍛煉出了一支能打硬仗的科技隊伍⏩。

　　1985年，美國國家科學基金會對各國的BGO產品進行評比時🏚，給上海矽酸鹽研究所的產品打了唯一的滿分🙅🏽‍♀️🫡。

　　1988年，提前完成了丁肇中實驗組需求任務，為上海矽酸鹽研究所在國際高能物理界和晶體界贏得了聲譽。丁肇中教授逢人就說🕵🏻：“（誰）要BGO晶體，就到中國科學院上海矽酸鹽研究所去!”

嚴東生（左）與丁肇中（中）等在討論工作

　　這一年，在歐洲核子研究中心召開的一次有數百名來自世界各國的科學家參加的L3工程實驗組全體大會上，我應丁肇中教授的邀請🫷🏻，作了近一個小時的演講𓀝，全面介紹了上海矽酸鹽研究所研發BGO晶體取得的成就與對L3工程所做的貢獻🧶，我的講演博得了陣陣掌聲，使國外科技界對中國取得的成就刮目相看🫳，為國家贏得了榮譽。從此👏🏼，奠定了我國無機閃爍晶體的國際地位。

　　研發PWO晶體為“大計劃”做後援

　　PWO晶體的結晶結構復雜👷🏼，生長困難，且極易開裂🧖🏼‍♂️，於是，我親自跑到江蘇的原料生產工廠🔉，現場察看生產情況🎷，與他們一起分析引起原料質量不穩定的原因。

　　從20世紀末到21世紀初，我帶領科研人員繼續與歐洲核子研究中心合作。對方為建造大型強子對撞機(LHC)中的CMS探測器，需要數以萬計的新型鎢酸鉛(PWO)閃爍晶體來製造其“心臟”部件——電磁量能器✭。由於上海矽酸鹽研究所在國際高能物理界的聲譽，於是他們又想到了上海矽酸鹽研究所，找到了我💇🏻‍♂️，希望上海矽酸鹽研究所能研發PWO晶體⛹️‍♀️。

　　PWO晶體由於其本身結晶結構的復雜性👰🏻‍♂️，生長十分困難🧖🏻‍♂️，且極易開裂，再加上CMS探測器要求極高🧑🏻‍🎓，特別是對晶體抗輻照性能的要求極為苛刻🩸。由於PWO是一種嶄新的閃爍晶體，人們對它的研究很少，更談不上大尺寸晶體生產的工藝技術。

我明白🧑🏿‍🏭，LHC是當代國際上備受關註的一項重大科學工程🎫，能參與這個工程的建設，是我國躋身於國際科技前列的又一個極好的機遇，對於發展我國的晶體材料科學技術、鞏固和提高我國的國際聲譽具有重大意義🧘‍♀️。

1998年1月攝於中國科學院上海分院矽酸鹽研究所

　　在我的積極努力下，上海矽酸鹽研究所與歐洲核子研究中心CMS探測器組就PWO晶體的研究開展了合作，取得了很大的進展。出於政治原因，2000年歐洲核子研究中心只與俄羅斯簽訂了供貨協議。我們對此並沒有抱怨和放棄，而是埋頭苦幹，不斷改進工藝🧑‍🍼，提高晶體質量。2003年底，歐洲核子研究中心和俄方的合作出現了麻煩🧑🏼‍🎄，希望能和我們繼續合作🧙🏽‍♀️，並需要在2008年3月底前將晶體提供完畢。

　　在這種形勢下，我想到的是作為一個科學家的責任與使命，要為國際科學工程做貢獻，想到的是國家的榮譽，要為我們國家在國際科學界中占有一席之地，我毫不猶豫地同意了對方的要求。

　　盡管當時我年事已高，但仍親自領導PWO晶體課題組🪧，從製訂方案到解決工作中出現的各種難題🧗🏿🏃🏻‍♂️‍➡️，都狠抓落實。

　　生長晶體需要純度極高的原料，而生長PWO晶體用的原料有一段時間質量不穩定👱🏿‍♂️，直接影響到晶體的質量♠︎🛂。我不放心，就親自跑到位於江蘇昆山的原料生產工廠，向工廠領導和工人師傅說明這個項目的重要國際意義🙎🏻‍♂️🧑🏻‍🦼，以充分引起他們對原料質量的重視，並深入到車間現場察看生產情況🌃，與他們一起分析引起原料質量不穩定的原因，共同討論提高原料質量的方案🫨，最終使晶體的生產質量達到了相當高的水平。

　　2004年👩‍👦，預生產的350根晶體在歐洲核子中心👆🏽、意大利、美國等地分別進行性能檢測🙆‍♂️。檢測報告的結論是，晶體發光量比俄羅斯高20%-40%，綜合性能更佳。這批中國生產的晶體廣受國際同行贊譽👨🏻‍🍼。德國吉森大學雷納·諾沃特尼教授說：“它所獲得的分辨率🏟，據我目前所知，在所有經過測試的晶體中是最好的。”加州理工學院美籍教授朱人元認為💹，這些晶體具有非常優秀的一致性和抗輻照能力，發光量比俄羅斯同類晶體明顯高🫶🏻。

　　2008年3月，上海矽酸鹽研究所根據合同向歐洲核子研究中心成功交付了約5000根高質量的大尺寸PWO閃爍晶體。2008年9月20日➖，世界規模最大的科學計劃——歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHC）正式運行（後因發生事故，推遲一年9️⃣，於去年11月啟動運行），開始了人類揭示宇宙起源🕺🏻，尋找質量之源的征程🐯🌰。

　　這項巨大的工程坐落於法國與瑞士兩國邊境𓀛，在地下百米深處🔅。它擁有一條周長達27公裏的環形隧道，無數高能粒子以光速穿行其中，在經過對撞點（CMS）時😲，碰撞出光電“火花”。

　　作為新一代“粒子神探”，PWO閃爍晶體在受到一個高能粒子轟擊時🧑‍🤝‍🧑，會在幾納秒內迅速發光，然後迅速消退，再迎接下一個粒子到來𓀖🚶🏻‍♂️，就這樣不停捕捉、分辨各種高能粒子。為感謝中國科學家們作出的重大貢獻🤹🏼‍♂️，歐洲核子研究中心特地於2008年4月向上海矽酸鹽研究所頒發了CMS晶體獎。

　　目前，新型的鎢酸鉛晶體已走上更為寬廣的產業化道路，我們團隊與國內外企業合作❔，開始將其用於核醫療成像設備。

　　相關鏈接

　　嚴東生畢生致力於材料科學研究事業。他在高溫材料製備科學與機理🟠，多元氮化物與氧化物體系的熱力學與動力學研究，高性能材料設計與微觀調控以及陶瓷基復合材料的研究等諸方面作出了開創性的工作。他同時著眼於實際問題的解決👩‍🦼‍➡️，在高性能無機材料的基礎研究和應用研究方面成績卓著，是中國無機材料科學的奠基人。他是精細陶瓷🤾🏿‍♀️、納米材料科學等國家重大研究項目的首席科學家，並與國外建立了廣泛的研究合作關系🦞，他領導研製生產的鍺酸鉍(BGO)大單晶被歐洲核子中心選用，其質量💵🛷、數量與性能均居世界第一🥵🔱。由於他的成就和貢獻，被國外多個大學和學術團體授予榮譽稱號👩‍🦯，被國際無機材料科學界譽為最有影響的學術領導人之一。

轉自 新民晚報 2010年3月5日