紅外物理國家重點實驗室（中國科學院上海技術物理研究所）

紅外物理國家重點實驗室依託中國科學院上海技術物理研究所，實驗室是1985 年中國科學院首批開放實驗室之一。1989 年，經國家計委批准建設。1992 年，通過國家驗收，並對外開放。

基本介紹

• 中文名：紅外物理國家重點實驗室
• 建立時間：1989年
• 機構管理：中國科學院上海技術物理研究所
• 行政隸屬：科技部、自然科學基金和中科院

簡要概況

紅外物理國家重點實驗室依託中國科學院上海技術物理研究所，實驗室是1985 年中國科學院首批開放實驗室之一。1989 年，經國家計委批准建設。1992 年，通過國家驗收，並對外開放。實驗室在科技部、國家自然科學基金委員會和中國科學院的領導和支持下，加強科學和民主管理，加強條件和隊伍建設，不斷提高研究工作能力，努力在國家需求牽引下做國際一流研究工作。

研究領域

紅外物理是凝聚態物理學和套用光學結合的交叉學科。該學科主要研究在紅外波段能量範圍內的電磁輻射與物質相互作用，研究紅外輻射和探測的原理與機制，探索新的材料和器件，為紅外光電子技術提供科學基礎。

實驗室主要研究內容為

1) 窄禁帶半導體碲鎘汞薄膜光電子物理和高靈敏紅外焦平面材料器件。

2) 低維結構紅外光電子和半導體量子阱甚長波紅外焦平面技術基礎。

3) 極化物理學與非製冷鐵電薄膜紅外焦平面材料器件技術基礎。

研究工作的特色是通過解決重大科學問題，促進解決國家重大需求問題。

實驗室圍繞總目標和主要研究方向，從 1997 到 2001 年 ，承擔國家和省部級課題共 77 項，（其中“ 863 ” 2 項，“ 973 ” 1 項，國家自然科學基金 20 項，攀登計畫 4 項， 國家總裝備部重點預研項目 2 項，中科院重大項目 2 項 ），獲得科研經費 3000 余萬元。在國內外期刊發表論文 412 篇，其中國外刊物 230 篇，出版專著 1 部，獲國家發明專利 2 項，獲省部級獎勵 7 項。實驗室已取得了一批國際一流、在前瞻性套用上對國家戰略需求有重大影響的成果。

解決重大科學問題

以需求為導向的套用基礎研究要抓住重大科學問題。當前，紅外光電子領域最顯著的發展趨勢是光機掃描成像技術迅速向凝視型成像技術發展。這一發展的關鍵是紅外系統中的核心元部件由單元紅外探測器升級換代為紅外焦平面器件。各已開發國家都在投入巨大人力財力發展紅外焦平面器件。在我國，不僅在資源勘探、環境監測、國土調查、災害預報等方面，而且在關係到國家安全的軍事國防領域對紅外焦平面器件的需要尤其迫切。因此，擺在我們面前的一個刻不容緩的使命就是突破外國封鎖，獨立自主地研製紅外焦平面器件。在這一國家重大需求的牽引下，根據紅外光電子發展前沿情況，實驗室確定了所要研究的有關重大科學問題。 第一方面 ， 針對國家在軍事國防技術、航天航空遙感對高靈敏紅外焦平面列陣技術的迫切要求，重點研究碲鎘汞薄膜材料的紅外光電子物理和紅外焦平面技術基礎，研究大面積高性能碲鎘汞薄膜材料生長技術，研究長線列和中等規模紅外焦平面列陣技術，解決國際和國內窄禁帶半導體薄膜材料器件研製中有關紅外光電激發動力學的科學問題。 第二方面， 針對國家對紅外光電子技術的中期需求，重點研究半導體超晶格量子阱等低維結構的紅外光電子物理和甚長波紅外波段的探測問題，研究鐵電薄膜極化物理及其非製冷紅外焦平面技術。為我國甚長波紅外焦平面列陣和室溫工作的非製冷紅外焦平面技術提供科學基礎。以國家需求為導向，可以進行創新性研究，做出國際一流水平的研究工作，其關鍵就是要 把探索重要科學問題和解決國家重大需求相結合。實驗室在國家需求的牽引下，解決重大科學問題，取得一系列國際一流研究成果。如在碲鎘汞紅外焦平面薄膜材料和陣列研究為我國高新技術和國防安全重大需求解決關鍵問題；在窄禁帶半導體薄膜物理研究、固體低維激發過程和單量子阱結構的光電子特性研究、鐵電薄膜極化物理、材料生長和非致冷紅外探測器研究等方面取得多項創新成果。

建設有特色的實驗室系統

紅外物理實驗室從事的以國家需求為導向的研究，是以實驗物理為主的套用基礎研究，實驗系統的水平在一定程度上決定了研究工作的水平。加強實驗室建設，特別是建設有特色的實驗系統是做出一流研究工作的關鍵之一。近幾年為了提高創新性科學研究能力，實驗室在上一輪設備更新改造的支持下，先後 完善或建立了 HgCdTe 紅外焦平面薄膜材料製備系統、室溫焦平面鐵電薄膜材料研製系統、半導體低維結構量子物理的表征和研究系統、焦平面列陣材料器件物理研究系統等 幾套重大實驗系統。通過多年的努力，實驗室已形成了一個包括紅外探測材料生長、基本規律探索以及新型器件原理性研製的基地，具備了開展紅外物理研究的比較先進的實驗手段，可以在強磁場、深低溫、高壓等極端條件下和寬廣的紅外光譜區內，對窄禁帶半導體等紅外輻射探測材料和半導體超晶格量子阱等低維結構的紅外光電性質以及固體中各種低能激發過程進行比較綜合的研究。

實驗室加強對大型儀器進行功能開發，並自行研製新的實驗系統，使一些實驗系統在國內外都有自己的特色，具有不可替代性。

人才團隊

、優秀人才輩出

實驗室以湯定元和沈學礎兩位院士和室主任褚君浩研究員為核心，在學術前沿的拼搏中注重加強科研隊伍建設和人才培養，一批優秀中青年學術帶頭人脫穎而出，形成了富有開拓和創新精神的老中青相結合的高水平科研隊伍。建設成一個寬鬆、活躍、團結、穩定的創新學術群體。實驗室現有 25 名在編固定人員，其中有中國科學院院士 2 名、博士生導師 6 名、研究員 11 名；15 位年輕的高級研究人員在國內外獲有博士學位； 40 歲以下的高級研究人員占全室研究人員的一半以上，成為實驗室的中堅力量。 在解決國家重大需求問題和學術前沿的拼搏中，實驗室培養造就了一批 35-50 歲年齡段的優秀科學家以及 35 歲以下的優秀青年科技人員。實驗室的青年研究人員以及他們的研究成果已在上海科研系統中享有盛名。紅外物理國家重點實驗室在 2001 年被上海市科委評為被評為上海市優秀青年科技啟明星群體。

、培養優秀人才的措施

（1）用事業心來吸引和穩定人才

引導、啟發和頌揚青年科研人員的發展祖國科學事業的事業心是吸引和穩定優秀科技人員的主要措施。學成回國，報效祖國是我們實驗室的長期以來的優良傳統。雖然科學研究是國際性的，但科學家只有將科學研究之花，紮根於祖國大地才是最有意義的。為了有效地吸引、穩定和造就優秀人才，實驗室在創造良好的物質條件同時，特別注重激發作為一個科學家的事業心，弘揚獻身科學的精神風貌，鼓勵青年人為人類科學積累和祖國高新技術發展做出貢獻。

實驗室創造良好的研究條件和學術氛圍，可以讓年輕人充分施展自己的抱負，並把在國外學到的最新知識用於實驗室的工作。

（2）科研工作委以重任

積極組織年輕人承擔具有國際先進水平和國家急需的科研項目，進入創新序列，加強了他們為祖國發展科學事業 的使命感 。實驗室的年輕人還是專項實驗室的負責人。在他們完成科研任務的同時，管理好大型的儀器設備，擴展儀器功能，承擔開放課題。年輕人感到實驗室是他們大展宏圖的好天地。

鼓勵國內外學術交流

積極主動地組織和安排優秀科技人員參與國際學術交流合作，是我們造就優秀人才的一項重要措施。實驗室始終把國際學術交流合作，作為中青年研究人員提高學術水平、走向學術前沿的重要途徑。在這一思想指導下，實驗室有計畫地派遣優秀科研人才，以不同形式參與國際交流合作，有計畫地分期分批讓嶄露才華的年青人到國外知名的研究組進行合作研究，參加國際學術會議。他們得到了不同學術風格陶冶，做出了出色成果。他們的研究才能得到了國際同行的讚賞，又為進一步國際交流合作奠定了基礎。也安排他們在國內參加到國際合作項目研究中。利用國外的人力資源培養國內人才。實驗室多次組織國外學者來所做學術報告和進行學術討論，聘請了瑞典 Charmers 大學微結構中心的傅英教授為我們的兼職博士生導師。他除了通過電子郵件進行日常指導外，每年有一個月的時間來我室進行面對面的指導。 2000 年和 2001 年用英語為研究生面授了兩門專業課，'半導體低維物理"和'光電子物理"。實驗室經常邀請國內外專家來室講學和學術交流，並舉辦各種類型的國內外學術研討會。 1997 年舉辦了“第八屆國際窄禁帶半導體物理會議”， 1998 年和 2001 年實驗室舉辦了第一屆和第二屆“全國光電子物理和套用前沿問題研討會”， 1999 年舉辦了“第五屆全國分子束外延學術會議”， 2000 年舉辦了“第四屆國際薄膜物理和套用會議”和“第 25 屆國際紅外與毫米波會議”。在這些會議上，實驗室積極鼓勵青年科研人員和研究生與國內外專家密切交流，從而進一步了解國際學術的熱點，開闊了視野。並通過與他們自身研究工作的有機結合，提高了科研能力。

總體定位

按照國家對實驗室的要求，制定總目標

面向國際學術前沿，面向國家重大需求，把探索重要科學問題和解決國家重大需求相結合，建設成國際先進水平的紅外光電子物理及紅外材料器件物理的高水平研究基地、聚集和培養優秀科技人才的基地；成為在國內外學術界有影響的、對解決國家重大需求問題有作為的、對人類科學技術有貢獻的實驗室。國家重點實驗室如何做出原創性研究成果？這是人們非常關注、經常思索的一個問題。無論是自由探索的基礎研究，還是需求導向的基礎研究，關鍵是是否抓住重大科學問題，是否創新地解決重大科學問題。對於需求導向的基礎研究，只要抓住重大科學問題，增強自信、開拓創新、不畏勞苦，堅持不懈，是可以做出原創性研究成果來的。

原創性工作通常來源於兩個方面

1 ，在某個學術方向長期科學研究積累上質的飛躍；

2 ，實現有風險的新構想。兩者都需要有穩定的支持和寬鬆的環境。要看準方向，看準人，要長期不懈的努力，要有風險意識，要允許失敗。學術領導人要有遠見，在當前情況下如何獲得穩定的支持和建立寬鬆的環境，需要在科技政策方面進行探索。

目前是基礎研究工作形勢最好的時期

經過20 年改革開放，國家經濟實力和科技水平已經大幅度提高。我們應該從跟蹤多、模仿多、重複多的發展初期階段向原創性研究過渡，真正做世界一流水平的研究工作。就國家需求導向的基礎研究而言，進入成果、人才、經費的良性循環，是獲得穩定支持建立寬鬆環境的條件。因此，對於進入良性循環的研究群體，如何給予穩定的支持，如何建立寬鬆的環境，是一個科研管理層和研究群體本身都值得探討的問題。國家重點實驗室是國家科技創新體系的重要組成部分，要解放思想、實事求是、增強自信、開拓創新，努力在科學實驗中做出原創性的研究成果。 在國家科技部的領導下，國家重點實驗室的工作將會取得更大發展，為攀登世界科學高峰做出應有貢獻。