褚君浩

半导体物理和器件专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员。1945年3月生于江苏宜兴。1966年毕业于上海师范学院物理系，1981年和1984年先后获中国科学院上海技术物理研究所硕士、博士学位。现任中国科学院上海技术物理研究所科技委副主任。2005年当选为中国科学院院士。

 

人物简介

 

中国半导体物理和器件专家。备受社会关注的中国科学院2005年院士增选结果揭晓，宜兴籍学者褚君浩成为51名新增中国科学院院士之一，也是宜兴籍中国科学院（中国工程院）两院院士的第21位。

褚君浩院士是我国半导体物理和器件专家，中国科学院上海技术物理研究所研究员。1945年3月生于江苏宜兴。1966年毕业于上海师范学院（现上海师范大学）物理系，1981年和1984年先后获得中国科学院上海技术物理研究所硕士、博士学位。现任中国科学院上海技术物理研究所科技委副主任，华东师范大学信息科学技术学院院长，第十届全国人大代表。

褚君浩院士长期从事红外光电子材料和器件的研究，开展了用于红探测器的窄禁半导体碲镉汞（HgCdTe）和铁电薄膜的材料物理和器件研究。提出了HgCdTe的禁带宽等关系式，被国际上称为CXT公式，广泛引用并认为与实验结果最符合；建立了研究窄禁带半导体MIS器件结构二维电子气子能带结构的理论模型；发现了HgCdTe的基本光电跃迁特性，确定了材料器件的光电判别依据；开展了铁电薄膜材料物理和非冷红外探测器研究，研究成功PZT和BST铁电薄膜非制冷红外探测器并实现了热成像，为中国物理科学和研究作出了重大贡献。

中科院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，红外物理国家重点实验室主任。德国慕尼黑技术大学篁系洪堡研究成员。兼任“红外与毫米波学报”主编，并兼任上海应用物理研究中心副主任、中国物理学会光物理专业委员会副主任、上海物理学会光物理专业委员会主任、上海激光学会副理事长。上海市第11届人民代表。主要研究固体物理、窄禁带半导体物理。系统研究了窄禁带半导体的基础物理，在光学性质、电学性质、能带结构、晶格振动、杂质缺陷、二维电子气研究方面取得系统的研究成果，HgCdTe基础物理部分研究成果具有国际领先水平。提出的禁带宽度公式被国际上称为CXT公式（褚、徐、汤）。

 

研究生活

 

1986年，应洪堡基金会的邀请，褚君浩来到德国慕尼黑技术大学从事客座研究，在柯霍教授的实验室研究半导体二维电子项目。初到实验室，他就碰到一个问题，有一个远红外激光器非常不稳定——它在工作时，几乎连5分钟也稳定不了。德国的博士生伏尔拉勃先生和另外一位德国博士对此一筹莫展。柯霍教授关照褚君浩与伏尔拉勃等一起工作，先要想法子让这台红外激光器稳定下来。接到这个任务，褚君浩既兴奋又着急，兴奋的是摆在自己面前的是一个难题，别人已费尽心思，却束手无策，这对自己是一个挑战；着急的是自己万一也不能成功，岂不是要耽误实验了吗？褚君浩静下心来，一连几天观察，渐渐地熟悉了这台仪器，在一周里他把仪器调节得相当好，竟然可以连续稳定工作6至8个小时。伏尔拉勃先生高兴得不得了，他把仪器显示的关于激光强度和时间关系曲线贴在墙上，不时地向来访的教授和同事们介绍褚君浩的成功，而此时的褚君浩也感到十分自豪：一是作为中国的科学工作者，能够在较短的时间里解决了外国科学工作者所未能解决的难题；二是及时调节好这台仪器，保证了科学实验的继续进行，并获得了许多令人满意的实验结果。

褚君浩做一个重要实验：“碲镉汞二维电子与自旋共振实验”。已经连续做了好几天的实验，非常紧张，褚君浩也顾不上休息。室外正值寒冬，他在做实验的时候衣服穿得比较单薄，只穿一件羊毛衫，照理应当把室温调得高一点，可是由于神经高度紧张，竟忘记了调节实验室的暖气温度。几天下来他便冻着了，连续两天，他的体温为38至39摄氏度，经医生检查，并作了肺部透视，诊断为肺炎，连续每天服用半片大大的青霉素口服片，才慢慢地控制了病情，他在家休息了一个月，而实验的结果却是异常地好，这使他十分兴奋，忘却了病痛的烦恼。

柯霍教授与中国学者相当友好，他曾于1984年、1993年两次来中国访问，并邀请不少中国科技工作者到他领导的实验室工作。在慕尼黑工作的两年多，柯霍教授常与褚君浩一起促膝交谈。他经常邀请褚君浩夫妇到自己的家里作客，而褚君浩夫妇也经常邀请柯霍教授夫妇来自己家中，做中国菜招待他们。那时，柯霍教授就会乐呵呵地说：“这是我品尝到的最好的中国菜。”

在德国工作期间，洪堡基金会还邀请褚君浩夫妇游历全德国，借此机会，他们访问了多个大大小小的城市。他们去过马克思的故乡特里尔城，在布吕肯大街10号，有一座免费供人参观的马克思故居纪念馆，褚君浩在纪念馆里看到了陈列着的马克思的著作，其中有《哲学的贫困》。褚君浩说，马克思是一个世界公认的伟人，即便在德国，他的贡献也是深入人心的。褚君浩夫妇游历过莱茵河沿岸的著名城市，去过柏林市，也去过维尔茨堡，褚君浩说，德国的气候宜人，太阳亮而不热，因为空气污染小，所以阳光灿烂的日子很多；因为纬度高，天气又不炎热。他深切地感受到，德国社会的城乡差别很小，小城镇和乡村也发展得很好。

褚君浩在慕尼黑生活、工作了近三年。他对慕尼黑——这座坐落在伊萨河畔的德国城市印象颇佳。这里依山傍水，风景秀丽。它是一座现代化气息很浓的城市，但它又是一座富有特色的有着优秀历史传统的古老的城市。它有四个多：一是博物馆多，全市有50多个博物馆和收藏馆，其古绘画陈列馆是世界上最著名的之一；二是公园、喷泉多；三是雕塑多；四是啤酒多，市民喝啤酒用1公升的大啤酒杯，真是“海量”。褚君浩也曾经经历过从维尔茨堡至阿尔卑斯山北麓的菲森的浪漫之旅，这段路沿途都是小镇、宫殿、古城堡、教堂和修道院……使人恍若置身中世纪的历史剧中。褚君浩觉得，德国的历史文化保存得很好，这是值得我们借鉴的，从某种意义上讲，这也是一种可持续发展——对人类自古以来的优秀文化予以继承和发扬。值得一提的是，绝大部分德国人对希特勒有着深刻的认识，能够正视第二次世界大战这段历史。

 

德国缘分

 

他几乎每年要赴德国进行学术考察活动，他有八个学生在读完博士以后也去德国进一步深造，其中有三个去维尔茨堡大学担任访问学者。维尔茨堡是巴伐利亚洲北部的一个小城市，四周环山，城市就像在一个盆地中。由于经常前往进行学术交流，这座城市给褚君浩留下了深刻的印象。在维尔茨堡，有一座由不同时期的建筑师、画家、雕塑家和粉刷师建造和装饰的宏伟宫殿，叫“维尔茨堡宫”，它是德国最大、最宏伟的巴洛克式建筑之一，它还有一个美丽的花园和广场。如今，“维尔茨堡宫”已被列入世界文化遗产名录。诞生于17世纪初的维尔茨堡大学非常著名，1901年诺贝尔物理学奖获得者威廉·康拉德·伦琴的实验室就在维尔茨堡大学。这里是伦琴射线科研成果的诞生地，现建有伦琴博物馆供人参观。1998年，维尔茨堡大学举行伦琴射线发现100周年纪念研讨会，世界各国的许多学者与会。物理系主任朗德范尔教授邀请褚君浩前往，褚君浩在会上作了“碲镉汞二维电子气研究”的学术报告。褚君浩说，朗德范尔教授与中国相当友好，他作为大众基金中德联合培养博士研究生评审委员会主任，选拔了许多优秀中国学生到德国去深造，他也派了不少德国学者和学生到中国来访问和进修，他热衷于为中国培养科技人才，始终关注着中国的发展。受他的影响，他的女儿也曾经到南京大学学习中文。

特别值得一提的是朗德范尔教授的学生冯·克里钦，他在斯图加特马普固体研究所担任教授，是1985年诺贝尔物理学奖的获得者。他与褚君浩也颇有交往。褚君浩曾受邀前往马普固体研究所作题为“碲镉汞子能带电子的自旋共振”的学术报告，冯·克里钦教授也应邀来上海，参观了褚君浩领导的中科院红外物理国家重点实验室。1996年，冯·克里钦教授陪同德国总统一同来上海同济大学参观，随后，他又与一位德国宇航员一起来到上海技术物理研究所进行学术交流。当他获悉由褚君浩领头的研究成果“半导体表面二维电子气研究”推进了半导体表面二维电子的理论和实验时，十分兴奋。回德国以后他就写来了评语，对此予以充分肯定，他指出：“把灵敏探测领域的长期传统与经验和量子结构研究相结合，是你们取得成功的坚实基础。”

褚君浩还与冯·克里钦教授的助手洛特教授一起进行欧共体——中国合作项目研究。这一项目为“金刚石和碳60的特性研究”，于1996年至1998年期间开展并最终完成。由褚君浩负责热导测量与电学性质测量，由洛特教授负责材料研究，这一项目获得了成功，其成果在国际一流杂志上发表。

褚君浩与德国科学家朋友们的缘分仍在继续。令人欣喜的是，他的儿子褚力文已经在德国获得了博士学位，如今在德累斯顿一家微电子公司任职，经常往来于德国和上海张江高科技园区之间，从事着德中之间的技术交流工作。

 

研究内容

 

从事红外光电子材料和器件的研究，开展了用于红外探测器的窄禁带半导体碲镉汞（HgCdTe）和铁电薄膜的材料物理和器件研究。提出了HgCdTe的禁带宽度等关系式，被国际上称为CXT公式，广泛引用并认为与实验结果最符合；建立了研究窄禁带半导体MIS器件结构二维电子气子能带结构的理论模型；发现HgCdTe的基本光电跃迁特性，确定了材料器件的光电判别依据；开展铁电薄膜材料物理和非制冷红外探测器研究，研制成功PZT和BST铁电薄膜非制冷红外探测器并实现了热成像。

 

个人成就

 

发表论文200余篇，研究结果被国内外广泛引用并被大篇幅写进美国、英国、荷兰、前苏联等出版的科学手册和专著中。被国际权威的Landolt-Bornstein科技数据集特邀为“含Hg化合物部分”修订负责人。研究结果为风云气象卫星及其它红外系统的探测器研制提供科学依据。在铁电薄膜研究方面也取得突出进展。关于窄禁带半导体光学和电学性质研究曾获1992年中科院自然科学一等奖，1993年国家自然科学三等奖。关于窄禁半导体的晶格振动行为研究曾获1987年中科院科技进步一等奖和1987年国家自然科学四等奖；关于半导体表面二维电子气研究曾获1995年中科院自然科学二等奖。关于红外国辐射国探测材料物理研究获得1999年中科院自然科学二等奖等等。

 

硕果累累

 

1984年12月起，褚君浩担任中科院技术物理研究所物理室副主任。1986年3月至1988年11月，他赴德国慕尼黑技术大学物理系从事博士后研究，为洪堡研究成员。回国后，褚君浩担任中科院技术物理研究所副研究员、红外物理国家重点实验室副主任，1992年晋升为研究员，1993年成为博士生导师，1993年7月至今年1月担任中科院红外物理国家重点实验室主任。此间，从1996年起，褚君浩先后担任中国物理学会光物理专业委员会副主任、上海激光学会副理事长、上海物理学会副理事长、上海市红外遥感学会副理事长。他曾担任国家攀登计划项目和国家自然科学基金重大项目的专家委员会委员，2002年起担任国家973项目“量子结构量子器件研究”专家委员会委员。1997年起，褚君浩应德国Springer-verlag邀请参加修订国际Landolt-bornstein大型科学手册：“科学技术中的数据与函数关系”Ⅲ/41B。

他曾经主持中科院“九五”基础性研究重大项目和国家自然科学基金重点项目关于窄禁带半导体碲镉汞红外焦平面光电子物理的研究和铁电薄膜室温焦平面的研究；曾经承担国家攀登A、攀登B项目关于铁电薄膜光电激发动力学和铁电薄膜非致冷红外焦平面的研究；目前承担国家973项目关于窄禁带半导体红外量子器件物理的研究。多年来，褚君浩发表学报论文258篇，其中在国际上发表148篇。论文被美、英、德等十多个国家的著名研究单位引用337次，并被实际应用。他拥有授权专利4项。褚君浩8次应邀在国际学术会议作报告，4次担任国际学术会议主席或顾问委员会委员，两次在美国、德国的大学作大型学术报告。褚君浩为祖国争得了荣誉。他正在和曾经主持或承担国家、部委级重大和重点项目12项，获得国家自然科学奖2次及部委奖9次。

 

人物评价

 

褚君浩是中国自己培养的第一个红外物理博士，发现了最完整的用于研制红外探测器的碲镉汞红外本征光吸收光谱；获得最具有直接物理意义的碲镉汞禁带宽度和组分、温度的关系式，被国际上称为褚―徐―汤表达式……他取得的一些科研成果引起了世界同行的关注。褚君浩担任红外物理国家重点实验室主任期间，实验室在1997年和2002年国家评估中两次评为优秀。