如皋这里走出一位院士，造出“自然界不存在的晶体”，19年冷板凳终成国之重器！

在中国科学家博物馆里，静静陈列着闵乃本的几份获奖证书。其中，2006年度国家自然科学奖一等奖的那本，格外沉甸甸。

闵乃本获得的国家自然科学奖

来源丨中国科学家博物馆

这份荣誉的背后，藏着一位科学家在人生路口的选择，也藏着十九年甘坐“冷板凳”的漫长坚守。

闵乃本，江苏如皋人。如皋如今归南通管辖，所以叫他“南通如皋人”，一点没错。少年时，他还在南通平潮中学、南通唐闸敬孺中学（今天的南通二中）念过书。

今天，就让我们一起走近这位从南通走出去的晶体物理学家。

从南通少年，到国际晶体学界

1935年8月9日，闵乃本出生在江苏如皋石庄镇何家巷。小时候，他经历过战乱流离，亲眼见过民族的苦难，报国图强的种子，早早埋在了心里。

1983年，48岁的闵乃本正在美国犹他大学做访问学者。那一年，他完成了一项震动国际晶体生长学界的成果——修正了著名的“杰克逊理论”。

这项研究被同行评价为“近10年来晶体生长理论领域最具突破性的成果”。他也因此捧回了犹他大学与Hercules公司联合设立的“大力神”奖。

获奖之后，他在犹他大学的合作者、美国晶体生长协会副主席罗森伯格教授，向他抛来橄榄枝：留下来吧，合同一签就是10年。

这意味着什么？顶尖的实验条件，优厚的薪酬，还有安稳顺遂的后半生。在很多人看来，他大概率会留下。可闵乃本偏偏摇了摇头。

他选择回国。

提出“介电体超晶格”：一种自然界不存在的晶体

1986年，闵乃本提出了一个大胆得有些“疯狂”的设想——“介电体超晶格”。

闵乃本与同事在晶体生长实时观察实验室讨论分形生长

来源丨中国科学家博物馆

简单说，就是在介电体材料里，把晶格放大1000倍，做成“超晶格”，再用巧妙的微加工技术，人为设计材料结构。这样一来，就能开发新材料、挖掘新性能、探索新用途。

可这个方向在当时太冷门了。有科学家直言：这类研究“只能发几篇论文，做不出什么应用性成果”。

闵乃本却认准了这条路，带着团队一头扎了进去。

1990年，他和朱永元提出了“多重准位相匹配理论”，预言一块准周期的介电体超晶格，能把一种颜色的激光，同时变成三四种颜色。

论文发表后，学术界却没什么反应。

“开始心里不是滋味，后来想通了，一个理论要得到别人的承认，没有实验的验证是不行的。”闵乃本后来回忆。

理论有了，却没人相信。接下来两年，团队憋着一股劲，日夜泡在实验室，反复试验，又一次次失败。

转机出现在1992年。

闵乃本在香港做学术访问，一有空就泡在图书馆翻文献。有一次，他偶然看到一篇关于半导体平面工艺的文章，脑子里突然闪过一个念头——这个方法，能不能用到介电体超晶格上？他立刻把文章传真回实验室。

又是无数次失败之后，1996年，团队终于成功制备出同时能发出两种颜色激光的准周期介电体超晶格。

成果发表在国际顶级期刊《科学》上，迅速引起国际学界关注。此后，美国斯坦福大学等海外团队也纷纷跟进，曾经冷门的领域，慢慢热了起来。

19年坚守，拿下国家自然科学奖一等奖

闵乃本与同事在实验室讨论

来源丨中国科学家博物馆

但闵乃本没有停下。

他说：“理论的提出，需要由实验验证，得到验证后，不再多花点时间将它的用处演示出来，是很难吸引应用界关注的。”

“我们要多走一步，让大家看明白。”

这一步，又走了9年。

2005年，团队成功研制出世界首台全固态、超晶格、红绿蓝三基色激光器。在此之前，世界上所有激光器都只能发出一种颜色的光。

2006年，《介电体超晶格材料的设计、制备、性能和应用》项目荣获国家自然科学奖一等奖。

面对荣誉，闵乃本很谦虚：“这一项目从提出基本概念、建立基本理论、证实基本效应一直做到最终研制出全新的原型器件，历经19年，这不是一个人能完成的。功劳不能归我一个人，我不过年长一点，是老师。”

这种“自然界不存在的晶体”，现在有什么用？

这类晶体已经不只是论文里的东西了，主要用在激光、量子技术、通信和声学器件里。

激光显示与医疗：一块晶体能同时出红、绿、蓝几种颜色。三基色可做激光彩色投影；多波长还能先定位光敏病灶，再用另一束光治疗。

大气监测雷达：它能产生中红外激光，用于中远程大气监测，查大气成分和环境变化。

精密测量：用于全固态脉冲激光器、光学频率梳、激光脉冲压缩等技术，相当于给超精密测距和光谱分析提供更稳的“光尺”。

量子通信：墨子号量子卫星、南京大学无人机量子通信实验里的纠缠光源，核心材料就是它。说白了，就是把光子“绑”在一起，用来传加密信息。

光量子芯片：能把纠缠光子源、电光调制器、干涉仪集成到同一块芯片上，让量子设备更小、更稳定、更好携带。

无线通信与超声：声学超晶格可做高频谐振器、换能器和滤波器，用在无线通信里处理信号。

一句话：它的强项是精准控制光和声波。目前最成熟的是激光变频、量子光源和声学器件，量子芯片这块还在快速走向实用。

“闵乃本星”依然闪耀

“闵乃本星”是一颗由中国科学院紫金山天文台发现的小行星，国际永久编号为 185640，正式命名 Minnaiben。

2013年前后，国际小行星中心批准将其命名为“闵乃本星”，以表彰闵乃本在晶体物理、材料科学，特别是介电体超晶格理论、制备和应用方面的杰出贡献。

2018年9月16日，闵乃本在南京逝世，享年83岁。

如今，这张国家自然科学奖一等奖证书，是这位甘愿坐“冷板凳”的科学家留给世间永恒的见证。

而“闵乃本星”，依然在浩瀚星空中闪耀。

科学家简介

闵乃本（1935年8月9日—2018年9月16日），江苏如皋人，中国科学院院士、晶体物理学家。南京大学物理学院教授，介电体超晶格研究奠基人。他开拓了“介电体超晶格”这一全新研究领域，提出了“多重准位相匹配理论”，带领团队研制成功世界首台可同时发出红、绿、蓝三色光的全固态激光器。他的41万字专著《晶体生长的物理基础》是国际上第一本全面论述晶体生长的理论著作，为我国凝聚态物理学和材料科学的学科发展作出了杰出贡献。

他是南通如皋的骄傲，更是中国科学界的骄傲。