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閔乃本


閔乃本(1935年8月9日—),出生于江蘇如皋。晶體物理學(xué)家。1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1995年加入九三學(xué)社。九三學(xué)社第九屆中央委員會常委,第十、十一屆中央委員會副主席。

閔乃本1959年畢業(yè)于南京大學(xué),1987年獲日本東北大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位,南京大學(xué)教授,第九、十、十一屆全國政協(xié)常委。

閔乃本于20世紀(jì)60年代初開始從事晶體生長、晶體缺陷與晶體物性研究。他在國內(nèi)首次研制成功“電子束浮區(qū)區(qū)熔儀”并制備成功鉬、鈮、鎢等體心立方高熔點金屬單晶體。該工作于1964年獲國家計委、國家經(jīng)委與國家科委頒發(fā)的工業(yè)新產(chǎn)品獎二等獎。

1960—1982年,閔乃本與合作者共同發(fā)展了能顯示位錯線與位錯網(wǎng)絡(luò)的蝕象方法,確定了體心立方高熔點金屬中構(gòu)成亞晶界的位錯結(jié)構(gòu)與位錯組態(tài)。他們首次觀察到螺位錯的端點雙折射象并發(fā)展了包含內(nèi)應(yīng)力的彈光與彈性各向異性立方晶體中螺位錯端點象的成像理論。他們關(guān)于晶體缺陷的研究于1982年獲國家自然科學(xué)獎二等獎。

閔乃本與合作者提出了各向異性變鍵模型,系統(tǒng)地研究了原子的多體交互作用在晶面對表面能、臺階能、表面粗糙化以及晶體生長動力學(xué)的影響。在熱致表面粗糙化方面的成果,使閔乃本于1983年獲美國猶他大學(xué)等單位聯(lián)合頒發(fā)的“大力神”獎。

1986—1995年,基于晶體缺陷的內(nèi)稟特性及其周圍的原子組態(tài),閔乃本發(fā)展了描述晶體生長微觀過程的缺陷機制與理論,將Frank的晶體生長螺位錯機制推廣為普適位錯機制;發(fā)現(xiàn)了晶體生長的層錯機制并建立了相應(yīng)的生長動力學(xué);建立了孿晶生長機制、重入角機制,以及粗糙面與重入角的協(xié)同機制。他所建立的晶體生長的缺陷機制和相應(yīng)的晶體生長理論被荷蘭PietBennema教授的研究組的系統(tǒng)的實驗所證明,在國際上被稱為“閔氏亞臺階理論”,并被證明是既適用于汽相生長又適用于溶液生長的普適理論。

關(guān)于遠離平衡態(tài)的結(jié)晶和圖樣形成(patternformation)的研究,閔乃本與合作者發(fā)現(xiàn)了許多重要現(xiàn)象并揭示了其物理內(nèi)涵,首次發(fā)現(xiàn)了在電化學(xué)系統(tǒng)中普遍存在電致對流的物理原因及其在圖樣選擇中所起的作用;基于實驗觀察,首次提出了在形態(tài)演變中新的圖樣選擇律;用實驗揭示了生長前沿的對流噪聲在結(jié)晶過程中對形態(tài)演變與形態(tài)選擇所起的作用;通過理論與實驗研究了界面濃度場的穩(wěn)定性及其對界面與形態(tài)的影響,首次發(fā)現(xiàn)在結(jié)晶過程中存在界面前沿濃度場的內(nèi)稟振蕩及相應(yīng)的周期性界面粗糙化,以及在分形生長過程中具有特定取向的晶粒的周期成核。由于這些原創(chuàng)性工作,閔乃本在2007年獲國家自然科學(xué)獎二等獎。

閔乃本將超晶格的概念由半導(dǎo)體推廣到介電體,發(fā)現(xiàn)了一系列新穎的現(xiàn)象與效應(yīng),并且證明了這些現(xiàn)象與效應(yīng)在光電子產(chǎn)業(yè)中有重大應(yīng)用,例如非線性光學(xué)頻率的轉(zhuǎn)換、光學(xué)雙穩(wěn)、微波波段極化激元(Polariton)的激發(fā)等。他在該領(lǐng)域首次制備成功具有周期鐵電疇結(jié)構(gòu)的鈮酸鋰,稍后被稱為光學(xué)超晶格、聲學(xué)超晶格,或更一般地稱為介電體超晶格;發(fā)現(xiàn)了鐵電疇的自發(fā)極化矢量取向決定于生長層中的溶質(zhì)濃度梯度,據(jù)此發(fā)展了制備介電體超晶格的生長層技術(shù);并定量地證明了準(zhǔn)位相匹配理論;將準(zhǔn)位相匹配理論從周期超晶格推廣到準(zhǔn)周期超晶格(一維人工準(zhǔn)晶),并預(yù)言在其中可產(chǎn)生高轉(zhuǎn)換效率的耦合參量過程,實驗上在鉭酸鋰一維人工準(zhǔn)晶中實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)換效率的三倍頻和多波長同時輸出,據(jù)此研制成功同時輸出紅、綠、藍三基色激光器和白光激光器,這是自1984年準(zhǔn)晶發(fā)現(xiàn)以來準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)的第一個具有實用價值的實驗結(jié)果;通過國際合作利用微波近場顯微術(shù)實現(xiàn)了介電常數(shù)與介電損耗的成像,得到了亞微米的分辨率,實驗證實了材料的介電常數(shù)是其溶質(zhì)濃度與內(nèi)應(yīng)力的函數(shù);提出了非線性多波動力學(xué)理論,用于研究具有克爾型(Kerrtype)非線性的二維介電體超晶格,即二維非線性光子晶體,在理論上預(yù)言了和在實驗上證實了其中存在新的光學(xué)雙穩(wěn)機制,被稱為光學(xué)雙穩(wěn)的折射率調(diào)制機制;成功地制備出離子型聲子晶體,發(fā)現(xiàn)其中存在超晶格振動與電磁波的強烈耦合,以及由此而產(chǎn)生的一系列長波(微波波段)光學(xué)性質(zhì),例如微波吸受、介電異常、極化激元的激發(fā)等,這些性質(zhì)原先只出現(xiàn)于天然的離子晶體中;制備成功頻率高達數(shù)千兆赫的超聲諧振器與換能器。由于這些基本概念的提出、基本理論的建立、基本效應(yīng)與應(yīng)用的揭示,以及介電體超晶格制備技術(shù)的發(fā)展,閔乃本在光電子學(xué)和聲電子學(xué)領(lǐng)域開拓了一條通過人工調(diào)控介電體微結(jié)構(gòu)來發(fā)展新材料與新器件的道路。基于上述不同方面的貢獻,閔乃本于1998年獲何梁何利基金科技進步獎——物理獎,于1999年獲第三世界科學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)獎——物理獎,于2005年獲國家自然科學(xué)獎二等獎,于2007年獲國家自然科學(xué)獎一等獎;其中關(guān)于發(fā)現(xiàn)了鐵電疇的自發(fā)極化決定于生長層中的溶質(zhì)濃度梯度的論文[JMaterialsScience17(1982)1663]于2000年獲美國科學(xué)信息研究所(ISI)經(jīng)典論文獎;關(guān)于一維人工準(zhǔn)晶研究被“863”高技術(shù)新材料專家委員會評為1997年十大科技成果,被科技部評為1998年中國基礎(chǔ)研究十大進展;離子型聲子晶體研究被教育部評為1999年中國高等學(xué)校十大科技成果,被科技部評為1999年中國基礎(chǔ)研究十大新聞,并被中國科學(xué)院主持編寫的《2000年科學(xué)發(fā)展報告》選為1999年中國科學(xué)家具有代表性的研究工作。

閔乃本及合作者共發(fā)表論文300余篇,著作3本,其中《晶體生長的物理基礎(chǔ)》(上??萍汲霭嫔纾?982)于1983年獲全國優(yōu)秀科技圖書獎一等獎。

閔乃本致力于教書育人和科研團隊建設(shè),他所領(lǐng)導(dǎo)的南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室20多年來在國家發(fā)改委、國家科技部、國家自然科學(xué)基金委所組織的歷次評估中均名列前茅。他所培養(yǎng)的學(xué)生如王牧、朱永元、祝世寧、陳延峰、陸延青、王振林等博士在科技教育界已嶄露頭角,其中祝世寧于2007年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。由于教書育人的成績,閔乃本于1984年被評為江蘇省勞動模范,1986年被評為國家人事部中青年有突出貢獻專家,1995年被評為全國優(yōu)秀教師,1997年獲國家級教學(xué)成果一等獎,2001年被評為全國模范教師。2008年獲“改革開放30年中國教育風(fēng)云人物”稱號,2009年被評為新中國成立以來江蘇省十大杰出科技人物、新中國60年江蘇教育最有影響人物,新中國成立以來感動江蘇人物。

閔乃本現(xiàn)為中國物理學(xué)會會員,美國物理學(xué)會(APS)、美國科學(xué)促進會(AAAS)會員,中國香港材料科學(xué)學(xué)會會員,曾任中國晶體學(xué)會理事長以及國際晶體學(xué)聯(lián)合會(IUCr)晶體生長與材料表征委員會委員,國際材料研究聯(lián)合會中國委員會(CCIUMRS)委員,國際晶體生長聯(lián)合會執(zhí)行委員。

主要論著

1Min Naiben,MHLu,CZhang,LFeng,JZhao,YFChen,YWMao,JZi,YY Zhu,SNZhu,Negative Birefraction of Acoustic Waves in a Sonic Crystal,Nature materials,2007,6:744~748

2Min Naiben,YQLu,YYZhu,YFChen,SNZhu,YJFeng,Optical Properties of an Ionictype Phononic Crystal,Science,1999,284:1822~1824

3Min Naiben,SNZhu,YYZhu,QuasiPhasematched Thirdharmonicgeneration in a Quasiperiodic Optical Superlattice,Science,1997,278:843~846

4Min Naiben,YLLu,TWei,FDuewer,YQLu,PGSchultz,XDXiang,Nondestruct ive Imaging of Dielectric Constant Profiles and Ferroelectric Domains with a Scanningtip Microwave Nearfield Microscope,Science,1997,276:2004~2006

5Min Naiben,MWang,WJPvan Enckevort,PBennema,Formation of a Meshlike Electrodeposition Induced by Electroconvection,Nature 1994,367:438~441

6Min Naiben,X.Q.Yu,P.Xu,ZDXie,JFWang,HYLeng,JSZhao,SNZhu,Transfo rming Spatial Entanglement Using a Domainengineering Technique,Phys.Rev.Lett.,2008,101:233601

7Min Naiben,Zhang,ZDGao,ZQi,SNZhu,Nonlinear Cerenkov Radiation in Nonlinear Photonic Crystal Waveguides,Phys.Rev.Lett.,2008,100:163904

8Min Naiben,PXu,SHJi,SNZhu,XQYu,JSun,HTWang,JLHe,YY Zhu,Conical Second Harmonic Generation in a Twodimensional x(2) Photonic Crystal:a Hexagonally Poled LiTaO3 Crystal,Phys.Rev.Lett.,2004,93:133904

9Min Naiben,J LHe,JLiao,HLiu,JDu,FXu,HTWang,SNZhu,YYZhu, Simultaneous cw Red,Green,and Blue Light Generation,“Traffic Signal Lights”  by Frequency Doubling and Sumfrequency Mixing in an Periodically Poled LiTaO3 ,Appl.Phys.Lett.,2003,83:228~230

10Min Naiben,YYZhu,Ultrasonic Excitation and Propagation in an Acoustic Superlattice,JApplPhys,1992,72:904~914

11Min Naiben,Superlattices and Microstructures of Dielectric Materials,Advanced Materials,1999,11:1079~1089

12Min Naiben,Defect Mechanism of Crystal Growth and Their Kinetics,J.Crystal Growth,1993,128:104~112

13 閔乃本,晶體生長的物理基礎(chǔ),上海科技出版社,1982。