潜心研发“中国牌”晶体——记中国科学院新疆理化所光电功能晶体材料创新团队

　　石榴云/新疆日报记者 谢慧变

　　4月29日，走进中国科学院新疆理化技术研究所（以下简称“新疆理化所”）晶体生长实验室，一股热浪扑面而来。

　　目之所及，8个晶体生长炉正在孕育新的单晶。张方方拿着手电筒，仔细观察其中一个晶体生长炉内晶体生长发育情况，额头上渗出了豆大的汗珠。

　　仪器显示，此时晶体生长炉腔内温度高达700℃。炉内的籽晶杆上，一颗晶莹剔透的晶体正安静地生长。

　　“籽晶就像是一粒种子，经过严格的温度等条件控制，生长为高质量的大块晶体，这是我们最想要的结果。”张方方说。

　　张方方是新疆理化所光电功能晶体材料创新团队副主任。2010年大连理工大学博士毕业后，她奔着喜爱的晶体材料研究事业加入了这个团队。

张方方在观察晶体生长炉内晶体生长发育情况。石榴云/新疆日报记者 谢慧变摄

　　历经14年，光电功能晶体材料创新团队从最初的3个人，发展到目前的143个人，35岁以下科研人员占86%，平均年龄29岁。该团队长期致力于激光技术用光电功能晶体“0—1”原始创新及应用研究，不久前荣获第28届“中国青年五四奖章集体”称号。

　　“晶体可以看作是激光设备的发动机，决定了激光输出的波段、能量和效率等。因此，谁掌握了性能优异的晶体材料，谁就掌握了激光的关键核心技术。”新疆理化所所长潘世烈说。

　　20世纪90年代，中国科学院陈创天院士，也是潘世烈的博士后导师，发明了KBBF深紫外非线性光学晶体，使中国成为世界上唯一掌握深紫外全固态激光技术的国家。

　　潘世烈说，深紫外激光具有波长短、光子能量高等特点，在激光精密加工、半导体检测以及前沿科学等领域具有重大应用价值。因此，研发新型深紫外非线性光学晶体，对于巩固我国在深紫外全固态激光领域的国际领先地位、满足国家的重大需求至关重要。

　　怀揣着产业报国的初心，潘世烈来到新疆，创建了光电功能晶体材料创新团队，潜心研发“中国牌”晶体。

　　该团队自2007年成立以来，聚焦新型多波段光电功能晶体材料研发，建成了集计算模拟—结构设计—合成制备—晶体生长—性能测试—应用评估为一体的光电功能晶体材料原始创新研发平台。

　　2023年7月，该团队成功创制出一种新型非线性光学晶体——全波段相位匹配晶体（GFB）。

　　张方方介绍，GFB是目前世界上首例实现了全波段双折射相位匹配的紫外/深紫外倍频晶体材料，可以在水溶液中生长，原料相对便宜。待生长工艺稳定后，可以较快实现批量化生产，用于半导体晶圆检测、大科学装置等领域。

张方方（右）和团队科研人员交流。石榴云/新疆日报记者 谢慧变摄

　　“团队充分发挥每个人研究专长。可以说，这是大家合力攻关的结果。”潘世烈说。

　　新疆理化所研究员张敏于2012年加入该团队，主要从事晶体材料的开发。“我们的研究很多都是从0到1的探索，有种‘摸着石头过河’的感觉，但因为方向是对的，所以成果是喜人的。”张敏说。

　　截至目前，该团队共设计合成了500余种新化合物，并在传统硼酸盐体系基础上提出“氟化思想”开展新晶体设计，进而发明了一系列性能优异的新型氟化硼酸盐深紫外非线性光学晶体。

　　27岁的吴雅博，两年前从山东大学博士毕业后，来到新疆理化所，目前是团队里最年轻的科研骨干。在她眼里，团队就像是温暖的大家庭，“大家经常一起交流，相互启发碰撞，产生新想法后又不断尝试，直至攻克难题。”

　　人才是科技创新的主要驱动力。近年来，该团队努力打造人才聚集高地，引进和培养了一批优秀的青年科技人才，包括国家杰出青年科学基金获得者1名，国家优秀青年科学基金获得者4名，硕博研究生112名。

　　同时，该团队还先后荣获省部级科技一等奖6项，荣获中国科学院“科苑名匠”（集体）等称号，相关成果入选2017和2023中国光学十大进展。

　　“把高层次人才凝聚起来，才能取得更多原创性、引领性成果，加快抢占我国在该领域的制高点，从而研发出更多‘中国牌’晶体。”潘世烈说，他将继续深入各大高校，为团队吸引更多优秀人才，为建设科技强国贡献力量。