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谢希德:中国半导体之母

2021-03-18刘燚

科学大观园 2021年5期
关键词:半导体表面物理

刘燚

图片|石狮市博物馆

她生于军阀混战的贫穷旧中国;求学于日寇侵略,民族灾难深重的岁月;怀着科学救国的抱负,学成于万里海外;又在新中国成立之后,历尽曲折毅然返回祖国;无私忘我地投身于祖国的社会主义建设事业之中。

她的一生,见证了中国从一个贫穷落后、任人欺凌之旧中国,到当今飞速发展,昂首屹立于世界民族之林之新中国的近百年历史。

她,就是中国半导体之母,也是我国半导体物理学科和表面物理学科开创者之一,新中国成立后第一位大学女校长——谢希德。

学成归来报效祖国

谢希德,1921年出生于福建省泉州市。

1937年卢沟桥事變后,抗日战争爆发了,日本侵略军的铁蹄践踏华北,谢希德全家随父亲南下逃难到了贵阳。在这民族危亡的时刻,她看到了中国的落后,也看到了人民的觉醒。她已不再单纯地为求知而学习,她要为祖国的奋起和强盛而学习。

1946年,当谢希德完成了在厦大数理系4年的学业、正式毕业后,她的父亲便提出希望她出国留学。

1947年8月10日,谢希德乘船漂洋过海赴美深造,在美国著名的史密斯女子文理学院,师从研究生院院长安斯罗教授攻读硕士课程。1949年谢希德到MIT继续攻读博士学位,跟随莫尔斯和阿利斯两位教授进行高压态氢恶阻光性理论分析,并在1951年以该项研究成果获得博士学位。自MIT毕业后,完满完成学习任务的谢希德,从没有忘却自己的祖国,此时此刻的她,已经为祖国建设社会主义的召唤,做好了全新的准备。

1952年,获得博士学位的谢希德立刻回国参加建设,在复旦大学任教,并于1956年与北京大学的黄昆教授共同主持开办了我国第一个半导体专门化培训班。

在这里,她承担了极其繁重的教学任务,从1952年到1956年,先后主讲6门基础课和专业课,且都编写了教材和讲义。现在中国许多中年科技骨干,如方守贤、丁大钊、王启明等都是她当年的门生。在她的努力下,复旦大学于1955 年开设了固体物理专门化,致力于半导体物理的发展。此后,她先后参与合作撰写《半导体物理学》《固体物理学》,为中国培养一大批半导体科技骨干人才及时作出了贡献。

白手起家干科研

谢希德常说:“科学研究真正需要的是发展思维、发展远见和始终如一的发展勇气。”

在科研方面,她也是白手起家,于1958年创办上海技术物理研究所,并任副所长(1958-1966)。

在她的精心指导和组织下,坚持应用技术和基础研究并重,为上海半导体工业发展和基础研究创建了必要的条件,培养了一支队伍。当时实验技术人员非常缺乏,为此她建立了上海技术物理中专,培养实验员,后来这批人都补齐了大学课程,成为得力的科技人才。当年提前毕业参加建所的大学生中有很有成就的沈学础。

上世纪60年代初,国际上硅平面工艺兴起,她和黄昆敏锐地看到这将促进半导体技术和物理的迅猛发展,联名建议开展固体能谱研究,并由北京大学、复旦大学、南京大学共同承担。

1966年夏,在北京召开的暑期物理讨论会上,她作了能带计算成果的报告,与各国学者进行交流。

同时,谢希德一直密切关注着国内外物理学研究的动态,努力探索真知。

上世纪70年代后期,她开始思索一个奥妙而又实际的问题——怎样使钢材不生锈?是什么起到抗腐性的保护层作用?世界上一些国家每年因腐性而报废的钢材达上千万吨,中国也面临着同样的问题。怎样才能使我国有限的钢材发挥更大的作用?这就要涉足表面物理。

专长在半导体和固体物理研究的谢希德,如果继续从事她的研究,可以说既省力又稳妥,还可以尽快出成果;如果另辟蹊径转入新领域,即使付出艰辛的劳动,五年十载能否取得显著成绩仍是个未知数。

然而,她是一个进取心很强的人,表面物理亟待研究,哪怕付出10倍、20倍的努力,也要勇闯难关,有所创造。

在1977年底的全国自然科学规划会上,谢希德报告了她的科学调研,以殷实的材料说明在固体物理、材料科学和量子化学之间正在形成新的边缘科学即表面科学,其基础是表面物理,基本内容包含三个部分:一是确定表面的原子成分;二是表面原子结构和成键性质;三是表面电子态和各种特殊的物理性质。

她还阐明了表面物理同高新技术和科学发展以及与国民经济之间的重要关系,提出在中国发展表面物理的倡议。这个报告得到与会科学家的赞赏。她的倡议得到国家科委和高教部的支持,返校后,她立即着手筹建以表面物理为研究重点的复旦大学现代物理研究所。在短时间内,在原有物理系和核科学系的基础上建立了8个研究室。

谢希德与杨振宁教授在一起(1985年)。图片|石狮市博物馆

上世纪80年代初,美国著名科学家,两次诺贝尔物理学奖获得者J.巴丁率团访华。他回国后称赞说:“在中国科学界中,谢希德教授是属于最有影响的人士之一。”

由于她与同事们坚持不懈的努力,1985年、1987年、1990年和1997年,谢希德和张开明、叶令及蒋平等共取得4项科研成果。这就是“半导体表面电子态理论与实验之一”“镍硅化合物和硅界面理论研究”“金属在半导体表面吸附及金属与半导体界面电子特性研究”和“量子器件与异质结构电子性质的理论研究”,分别获得国家教委科技进步二等奖。

中国半导体之母

在指导研究生方面,据不完全统计,自1978年以来,已培养博士15名、硕士10多名,发表学术论文近百篇。她是1997年何梁何利科技进步奖的获得者之一。

40多年的教学生涯中,她更将这一份对国家的忠诚热爱传递给学生。复旦大学80年代初出国的学者,大部分是由谢希德送出去的。当许多人还对“外国”两个字避之唯恐不及时,谢希德毫不犹豫与国外积极联系,把复旦师生送到国外去深造。后来据海外许多学者反映,也是从那时起他们才突然接触到许多复旦学者,长期以来“与世隔绝”的复旦因此在国际上声名鹊起。

上世纪80年代初,美国著名科学家,两次诺贝尔物理学奖获得者J.巴丁率团访华。他回国后称赞说:“在中国科学界中,谢希德教授是属于最有影响的人士之一。

值得一提的是,谢希德每年都要为考取出国攻读研究生的物理系学生写推荐信,初步估计也有百人以上。

“送师生出去,让知识回来”,谢希德送出去的师生几乎在留学期满后都回到祖国,并成为学术界的中坚、国家的栋梁。

62岁时,谢希德成了新中国第一位女大学校长。她的“就职演说”朴实无华:“论经验和威望,我不能同前任校长陈望道教授和苏步青教授相比,但作为一个共产党员,我有决心在有限的任期内,依靠集体的力量,完成党组及交给的任务……”

在每次校长会议上,她不喜欢绕圈子,总是长话短说。她情愿带领一班人马到基层去办公,花不到一个小时的时间签署一大摞的文件和报告,她还喜欢和老师们一起乘坐“巨龙”班车来上班,那样,她可以听到各种各样的议论,还经常有“高见”产生。

在谢希德担任校长的5年里,复旦的气氛活跃和严谨治学一样出名。每到周五,许多学术讲座和兴趣小组便在校园的各个角落展开活动。最引人注目的是一个亮着五颜六色灯光的学生活动中心,它们是在谢希德的完全支持下创办的。

谢希德的学生沈丁立曾说,他认为“谢希德是不可超越的”这句话既对也不对。若论学术上的成就,现在的研究者们在物理学上的造诣一定远超谢老当年。但若是要论她的爱国精神与人文境界,谢老永远值得我们学习。

2000年,谢希德病逝。她在遗嘱中写道:“把我的遗体捐给中国医疗事业。”很多人还记得,在她去世前,谢希德参加的最后一次教师节晚会,谢希德和几位著名的科学家并肩站在宽阔的舞台上,台下坐着全市教师代表和青年学生。

当主持人问她:“是什么力量使您冲破了重重阻挠,毅然回国,投身于社會主义建设事业?”

谢希德对着麦克风说:“我、爱、中、国!”

◎ 来源|半导体行业观察 (有删减)

谢希德

物理学家,中国科学院院士,复旦大学前校长语录:“读书是我最大的乐趣。”“把我的遗体捐给中国医疗事业。”

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