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闵乃本
发布日期:2015-12-15 来源:九三学社中央宣传部
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闵乃本(1935年8月9日—),出生于江苏如皋。晶体物理学家。1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。1995年加入九三学社。九三学社第九届中央委员会常委,第十、十一届中央委员会副主席。

闵乃本1959年毕业于南京大学,1987年获日本东北大学理学博士学位,南京大学教授,第九、十、十一届全国政协常委。

闵乃本于20世纪60年代初开始从事晶体生长、晶体缺陷与晶体物性研究。他在国内首次研制成功“电子束浮区区熔仪”并制备成功钼、铌、钨等体心立方高熔点金属单晶体。该工作于1964年获国家计委、国家经委与国家科委颁发的工业新产品奖二等奖。

1960—1982年,闵乃本与合作者共同发展了能显示位错线与位错网络的蚀象方法,确定了体心立方高熔点金属中构成亚晶界的位错结构与位错组态。他们首次观察到螺位错的端点双折射象并发展了包含内应力的弹光与弹性各向异性立方晶体中螺位错端点象的成像理论。他们关于晶体缺陷的研究于1982年获国家自然科学奖二等奖。

闵乃本与合作者提出了各向异性变键模型,系统地研究了原子的多体交互作用在晶面对表面能、台阶能、表面粗糙化以及晶体生长动力学的影响。在热致表面粗糙化方面的成果,使闵乃本于1983年获美国犹他大学等单位联合颁发的“大力神”奖。

1986—1995年,基于晶体缺陷的内禀特性及其周围的原子组态,闵乃本发展了描述晶体生长微观过程的缺陷机制与理论,将Frank的晶体生长螺位错机制推广为普适位错机制;发现了晶体生长的层错机制并建立了相应的生长动力学;建立了孪晶生长机制、重入角机制,以及粗糙面与重入角的协同机制。他所建立的晶体生长的缺陷机制和相应的晶体生长理论被荷兰PietBennema教授的研究组的系统的实验所证明,在国际上被称为“闵氏亚台阶理论”,并被证明是既适用于汽相生长又适用于溶液生长的普适理论。

关于远离平衡态的结晶和图样形成(patternformation)的研究,闵乃本与合作者发现了许多重要现象并揭示了其物理内涵,首次发现了在电化学系统中普遍存在电致对流的物理原因及其在图样选择中所起的作用;基于实验观察,首次提出了在形态演变中新的图样选择律;用实验揭示了生长前沿的对流噪声在结晶过程中对形态演变与形态选择所起的作用;通过理论与实验研究了界面浓度场的稳定性及其对界面与形态的影响,首次发现在结晶过程中存在界面前沿浓度场的内禀振荡及相应的周期性界面粗糙化,以及在分形生长过程中具有特定取向的晶粒的周期成核。由于这些原创性工作,闵乃本在2007年获国家自然科学奖二等奖。

闵乃本将超晶格的概念由半导体推广到介电体,发现了一系列新颖的现象与效应,并且证明了这些现象与效应在光电子产业中有重大应用,例如非线性光学频率的转换、光学双稳、微波波段极化激元(Polariton)的激发等。他在该领域首次制备成功具有周期铁电畴结构的铌酸锂,稍后被称为光学超晶格、声学超晶格,或更一般地称为介电体超晶格;发现了铁电畴的自发极化矢量取向决定于生长层中的溶质浓度梯度,据此发展了制备介电体超晶格的生长层技术;并定量地证明了准位相匹配理论;将准位相匹配理论从周期超晶格推广到准周期超晶格(一维人工准晶),并预言在其中可产生高转换效率的耦合参量过程,实验上在钽酸锂一维人工准晶中实现了高转换效率的三倍频和多波长同时输出,据此研制成功同时输出红、绿、蓝三基色激光器和白光激光器,这是自1984年准晶发现以来准周期结构的第一个具有实用价值的实验结果;通过国际合作利用微波近场显微术实现了介电常数与介电损耗的成像,得到了亚微米的分辨率,实验证实了材料的介电常数是其溶质浓度与内应力的函数;提出了非线性多波动力学理论,用于研究具有克尔型(Kerrtype)非线性的二维介电体超晶格,即二维非线性光子晶体,在理论上预言了和在实验上证实了其中存在新的光学双稳机制,被称为光学双稳的折射率调制机制;成功地制备出离子型声子晶体,发现其中存在超晶格振动与电磁波的强烈耦合,以及由此而产生的一系列长波(微波波段)光学性质,例如微波吸受、介电异常、极化激元的激发等,这些性质原先只出现于天然的离子晶体中;制备成功频率高达数千兆赫的超声谐振器与换能器。由于这些基本概念的提出、基本理论的建立、基本效应与应用的揭示,以及介电体超晶格制备技术的发展,闵乃本在光电子学和声电子学领域开拓了一条通过人工调控介电体微结构来发展新材料与新器件的道路。基于上述不同方面的贡献,闵乃本于1998年获何梁何利基金科技进步奖——物理奖,于1999年获第三世界科学院基础科学奖——物理奖,于2005年获国家自然科学奖二等奖,于2007年获国家自然科学奖一等奖;其中关于发现了铁电畴的自发极化决定于生长层中的溶质浓度梯度的论文[JMaterialsScience17(1982)1663]于2000年获美国科学信息研究所(ISI)经典论文奖;关于一维人工准晶研究被“863”高技术新材料专家委员会评为1997年十大科技成果,被科技部评为1998年中国基础研究十大进展;离子型声子晶体研究被教育部评为1999年中国高等学校十大科技成果,被科技部评为1999年中国基础研究十大新闻,并被中国科学院主持编写的《2000年科学发展报告》选为1999年中国科学家具有代表性的研究工作。

闵乃本及合作者共发表论文300余篇,著作3本,其中《晶体生长的物理基础》(上海科技出版社,1982)于1983年获全国优秀科技图书奖一等奖。

闵乃本致力于教书育人和科研团队建设,他所领导的南京大学固体微结构国家重点实验室20多年来在国家发改委、国家科技部、国家自然科学基金委所组织的历次评估中均名列前茅。他所培养的学生如王牧、朱永元、祝世宁、陈延峰、陆延青、王振林等博士在科技教育界已崭露头角,其中祝世宁于2007年当选中国科学院院士。由于教书育人的成绩,闵乃本于1984年被评为江苏省劳动模范,1986年被评为国家人事部中青年有突出贡献专家,1995年被评为全国优秀教师,1997年获国家级教学成果一等奖,2001年被评为全国模范教师。2008年获“改革开放30年中国教育风云人物”称号,2009年被评为新中国成立以来江苏省十大杰出科技人物、新中国60年江苏教育最有影响人物,新中国成立以来感动江苏人物。

闵乃本现为中国物理学会会员,美国物理学会(APS)、美国科学促进会(AAAS)会员,中国香港材料科学学会会员,曾任中国晶体学会理事长以及国际晶体学联合会(IUCr)晶体生长与材料表征委员会委员,国际材料研究联合会中国委员会(CCIUMRS)委员,国际晶体生长联合会执行委员。

主要论著

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 闵乃本,晶体生长的物理基础,上海科技出版社,1982。