科研成就
馮端在他的科學(xué)生涯中,強調(diào)前沿與需求的聯(lián)系,突出科研與實際的結(jié)合,始終將目光瞄準世界科技發(fā)展的前沿。
20世紀50年代,馮端開始進行金屬物理學(xué)的研究,從進入晶體位錯領(lǐng)域,1959年對鉬、鎢、鈮等難溶金屬中的位錯結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)研究,在《物理學(xué)報》、《中國科學(xué)》等刊物上發(fā)表論文10余篇。 1957年初,馮康來到中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所三室工作,憑借優(yōu)秀的學(xué)術(shù)能力,37歲的他很快成為三室的頂梁柱。當時中科院計算所承擔了黃河劉家峽水壩工程的計算問題,很多科研人員投入了大量精力卻長期進展緩慢。馮康后來提出用變分原理進行差分計算的思想,帶來了漫長黑暗之后的光亮。在劉家峽水壩漫長的計算過程中,馮康和同事們發(fā)現(xiàn)了一整套求解偏微分方程邊值問題的計算方法,一個用變分原理進行差分計算的方法——正是著名的有限元方法。 20世紀60年代,他針對國家國防工業(yè)的需求,選擇中國產(chǎn)量豐富而尖端技術(shù)極為需求的難熔金屬為突破口,開始晶體缺陷研究,研制成中國第一臺電子束浮區(qū)區(qū)熔儀,成功地長出了鉬、鎢單晶體。采用浮區(qū)區(qū)熔法顯示位錯的技術(shù),澄清了體心立方金屬中位錯的類型及其組態(tài)等問題。在體心立方難熔金屬內(nèi)位錯的研究中,合作發(fā)現(xiàn)了浸蝕法位錯線成象規(guī)律并主編了中國第一部《金屬物理》專著。
20世紀70年代,他以在激光技術(shù)中獲得重要應(yīng)用的復(fù)雜氧化物單晶體為對象,利用不同波長激光與物質(zhì)相互作用的選擇性,深入研究激光與非線性光學(xué)晶體,以提高晶體質(zhì)量和改進器件性能;在發(fā)展應(yīng)力雙折射貌相,X射線衍射貌相、電子顯微鏡觀測技術(shù)和成像理論的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了晶體中的位錯等多種缺陷的類型、分布及其起源,提出在晶體生長中避免和控制缺陷的方案,提高了晶體質(zhì)量和器件性能。在相變物理方面,也有許多重要發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)為解釋相變結(jié)構(gòu)變化特征和缺陷在相變中的行為提供了直觀信息,對發(fā)展鐵電相變的微觀理論具有重要意義,該研究成果獲1982年國家自然科學(xué)二等獎。 
馮端 著作
1978年后,以在激光技術(shù)中獲得重要應(yīng)用的復(fù)雜氧化物單晶體為對象,采用多種實驗手段,如浸蝕法、應(yīng)力雙折射貌相術(shù)、X射線貌相術(shù)、電子顯微鏡衍襯像及高分辨率像等觀測技術(shù),對這些晶體中的位錯、疇界、生長條紋、生長區(qū)界面、包裹體等缺陷的類型、分布進行研究,并追溯其生長和相變中的起源和探索其可能的物理效應(yīng)。20世紀80年代,他的研究視野推進到人工控制微結(jié)構(gòu)來獲得性能優(yōu)異的新型材料上;80年代以后主攻凝聚態(tài)物理學(xué)與材料科學(xué),在國際上首次觀測到準位相匹配的非線性光學(xué)晶體的培頻增強效應(yīng)等高水平科研成果。
1980年,基于對鈮酸鋰等晶體鐵電疇深入研究,掌握了制備具有周期性疇結(jié)構(gòu)的晶體生長技術(shù),馮端制備了周期為微米量級的聚片多疇鈮酸鋰晶體,在實驗上首次全面驗證了諾貝爾獎得主布洛姆伯根關(guān)于非線性光學(xué)的準位相匹配理論,實現(xiàn)了鈮酸鋰晶體的倍頻增強效應(yīng),從而在國際上領(lǐng)先開拓了非線性光學(xué)晶體微結(jié)構(gòu)化這一新領(lǐng)域。 20世紀90年代,馮端倡導(dǎo)和推動納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的研究工作,率先在南京大學(xué)開展了磁性納米結(jié)構(gòu)和材料、硅基納米結(jié)構(gòu)和材料、準周期金屬超晶格、團簇物理等研究,后出任國家攀登計劃“納米材料科學(xué)”首席科學(xué)家,有效推動中國納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究進展。 1996年4月中美“用于非線性光學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的微結(jié)構(gòu)晶體”學(xué)術(shù)會議在南京召開,表明國際上已承認他的領(lǐng)先工作。
?科研成果獎勵&項目承擔
時間 | 項目名稱 | 獎項名稱 |
1982年 | 晶體缺陷的研究 | 國家自然科學(xué)獎二等獎(排名第一) |
1995年 | | 國家自然科學(xué)獎三等獎(排名第五) |
1996年 | | 何梁何利科技進步獎(物理) |
1997年 | | 國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎 |
1997年 | 凝聚態(tài)物理學(xué)高層次人才培養(yǎng)研究與實踐 | 國家級教學(xué)成果獎一等獎 |
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?論文著作
物理書籍
20世紀80年代中期,馮端將《金屬物理》一書全面改寫成《金屬物理學(xué)》,取材新穎,自成體系,密切溝通凝聚物理學(xué)和教材科學(xué),是凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域中的國際上第一部專著。20世紀90年代,他總結(jié)了凝聚態(tài)物理的過去、現(xiàn)在與展望,并出版專著《凝聚態(tài)物理學(xué)新論》。還著有《鉬單晶體中亞晶位錯結(jié)構(gòu)的研究》、主編《χ射線衍襯貌相學(xué)》等論著。
科普書籍
馮端非常重視科普寫作,借此傳播科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神,以及關(guān)于科學(xué)技術(shù)與社會相互關(guān)系的認識。他掌握了當代科學(xué)技術(shù)的前沿知識和最新發(fā)展,加上本身文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)造詣甚深,他的科普書籍文筆生動,語言精練,通俗易懂。他先后寫作了《熵》《晶態(tài)面面觀:漫談凝聚態(tài)物質(zhì)之一》《放眼晶態(tài)之外:漫談凝聚態(tài)物質(zhì)之二》《溯源探幽:熵的世界》等科學(xué)性獨特、文風(fēng)清新的科普著作。 1998年科普著作《漫談凝聚態(tài)物質(zhì)》獲得國家科技進步獎,開科普作品獲國家獎之先河。《溯源探幽:熵的世界》獲得2007年國家科技進步獎二等獎。
出版日期 | 名稱 | 作者 | 出版社 |
1964.07 | 《金屬物理上》 | 馮端等編著 | 科學(xué)出版社 |
1964.07 | 《金屬物理下》 | | 科學(xué)出版社 |
1987.03 | 《X射線衍襯貌相學(xué)》 | | 科學(xué)出版社 |
1987.11 | 《金屬物理學(xué)第1卷結(jié)構(gòu)與缺陷》 | 馮端等著 | 科學(xué)出版社 |
1990.01 | 《金屬物理學(xué)第2卷相變》 | 馮端 | 科學(xué)出版社 |
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