汤定元红外探测物理前沿创新突击队

来源: 时间:2022-11-09

  1951年,汤定元随钱学森等人一起回到祖国,他们是新中国成立后第一批留美归国的科学家。回国后汤先生很快注意到事关国防建设的核心红外科技在国内几乎为空白状态,立即写信给中国人民解放军总参谋部,建议加强红外探测器的研制布局。而当国内多单位散乱开展红外研究时,汤先生写信给聂荣臻元帅指出:红外研究要聚散为整,集中全国的科研力量攻关。我国的红外科技也随着汤先生的三封信,从基础研究发展到了空间应用等更广阔的领域。而汤先生三封信所承载的胸怀祖国、敢为人先、集智攻关的爱国创新协同精神至今仍激励着我们满足国家重大战略需求,维护国家安全,不断创新突击、集智攻关,实现红外领域高水平科技自立自强。
  受到“汤先生三封信红外报国,心系国家需求,将个人使命与祖国重大需要紧密结合”的激励,突击队改变了传统自由探索式的基础研究思路,转向国家重大需求的新机理-新材料-新器件与系统应用深度融合的创新模式。在新机理方面,我们面向制约国家空间主被动探测的窄禁带红外雪崩光电探测器解析模拟世界难题,集智攻关,利用量子力学对带内-带间跃迁机制进行分析,提出描述窄禁带半导体单载流子雪崩的解析理论——空间描述理论,并以此推广了历史依赖的雪崩模型,阐明了中波碲镉汞雪崩光电二极管中过剩噪声因子随增益的变化的微观机制,破解了空间主被动红外探测中的黑匣子。在新材料方面,我们聚焦制约国家战略威慑力的甚长波红外探测材料,勇攀高峰、敢为人先,利用分子束外延方法生长了基于杂质带跃迁的甚长波探测材料,并同质外延了非对称势垒结构,实现了4英寸高质量甚长波红外探测材料的生长,突破我国在战略威慑目标甚长波红外探测材料的国际封锁。在新器件方面,我们面向深海、深地、深空探测环境复杂、数据传输困难的国家战略需求,通过探索低功耗、低延迟的类生物红外感知神经网络硬件,突破感、存、算分立式架构以及神经网络线性问题,建立具有边缘计算能力的高灵敏红外感存算一体化新器件,用于深海、深地、深空等极端环境下红外目标的自主识别与决策,填补我国在第四范式红外光电探测领域的空白。在系统应用方面,与红外系统应用团队紧密合作互补,团结协作,在国家重点型号中发挥关键作用。力争新机理支撑新器件,新器件牵引新材料,新方法推动技术变革,新技术构筑新系统,最终我们突击队实现了从传统自由探索式研究向新机理-新材料-新器件与系统深度融合建制化成功转变。 
  在汤先生“三封信”红外报国的精神激励下,突击队在国家重大需求的红外雪崩倍增理论、4英寸甚长波红外探测材料、红外智能芯片均实现了从无到有的突破,并且有望突破航天系统应用,解决国家在红外重要领域的卡脖子问题。而今,我想告诉汤先生:“汤先生,我们现在有自己机理-器件-系统的体系化、建制化红外队伍,您三封信的红外报国精神我们仍在传承。”  

我国红外科学技术随着汤定元的三封信从基础研究发展到了空间应用等更广阔的领域

作者:胡伟达 来源:原文2022年11月3日发表于《中国科学院科苑党建》公众微信号

附件下载: