中国科学院院士电子物理学家教育家吴全德

发布时间：2020-11-11 10:08 来源：中国报道

中国报道讯(吴蜀丰报道)【编者按】在中华百家姓中，吴姓从古至今名人辈出，更是举足轻重，他们在各行业中发挥着重要的作用，无论是商界还是政坛，还是演艺界。他们永远是娇娇者!他们永远是吴姓人骄傲，也是学习的楷模和榜样。英才辈出的吴氏家族，在政界、军界、商界、学术界等领域发光发热，独当一面。

尤其在科学界，吴氏家族也诞生了众多的科学人才，他们延续了吴氏艰苦奋斗，开拓创新的品质，在某个领域取得卓越成绩，为祖国的生产建设做出了不可磨灭的贡献，赢得了中国工程院院士、中国科学院院士等荣誉达59名。他们分别来自河北、山东、山西、浙江、安徽、甘肃、广东、广西、江苏、江西、福建、上海、辽宁、浙江、湖北、四川等省直辖市。其中吴氏祖地江苏省成为院士稳坐头把椅达18名。今年64名中国工程院院士名单榜中的甘肃天水吴骊珠，安徽安庆吴宜灿榜上有名，他们永远是我们学习的楷模。

19吴全德(1923年12月12日-2005年12月29日)，浙江黄岩人，电子物理学家、教育家，中国科学院学部委员(院士)，中国光电阴极理论研究的开拓者。

1947年毕业于清华大学电机系。1991当选为中国科学院院士(学部委员)。

研究领域主要在光电阴极、含超微粒子薄膜及薄膜的成核和生成等方面。

1923年12月12日，出生于浙江省黄岩县(今台州市黄岩区)。吴全德的父亲吴甘霖，在黄岩县城郊开设小酒店，母亲从事家务劳动。父母教育他要诚实待人，认真读书，做个好人。

1931年，入黄岩县樊川小学，1933年转入位于临海县海门区(今台州市椒江区)的浙江省立台州中学附属小学。他在小学成绩一直优秀。

1933年，小学毕业，顺利升入浙江省立台州中学初中部。

1938年，进入浙江省立台州中学高中部，因遇上日本兵舰炮击海门，于1939年转入黄岩县中学(今黄岩中学)，1943年春毕业。他中学学习成绩优异，可以保送上大学，但年轻的吴全德，一心想学好本领，抗日救国，结果填报和考取了远在南国云南昆明的西南联合大学。

1943年9月，经过两个多月的跋山涉水，吴全德赶到了昆明，走进了西南联大的校门。

1945年，在轰轰烈烈的“一二一运动”中，吴全德积极参加，曾以“黄岩中学校友会”和“黄岩同乡会”等名义，集体参加学生运动的活动。

1946年9月，随清华大学回到北平(今北京)继续学习间回到北京，先都住在北大第四院(旧国会众议院，现新华社址);10月初的一个星期日，乘着几辆大卡车回到清华园，在清华园的牌坊前举行了抗战胜利后的返校仪式。

1947年，吴全德以优异成绩毕业于清华大学电机系，留校任物理系助教，协助孟昭英教授筹建电子学实验室。

1952年，院系调整，吴全德调到北京大学物理系，在电子学组任讲师。

在抗美援朝战争中，中国人民志愿军缴获了敌军的一种秘密武器，却不知其用途，中央军委将它送到北大。北大指派吴全德进行研究，才知它是红外线夜视镜，在夜间能瞄准人体。吴全德不但破解了这种秘密武器，而且自己制造出同样的武器，为中国人民解放军武器建设作出了重要的贡献。

1953年，任电子学教研室代主任;同年4月，加入九三学社。

1955年，任电子物理教研室主任，从那时起他开始进行电子光学方面的研究。1958年，该室研究红外变像管。

1959年，北京大学建立无线电电子学系，电子物理专业被划归到该系，吴全德也转到该系继续任原职。

1961年，被提升为副教授。他在讲授阴极电子学课程的同时，进行光电阴极的研究工作。

1963年，首先提出了光电阴极的固溶胶理论。

1966年，提出离子晶体或共价晶体中固溶胶粒的形成和生长理论。

1978年，晋升为教授。

1979年，吴全德提出银氧铯阴极含银超微粒子的能带模型，推导出光电流密度和量子产额公式。此公式后来被中国之外的其他国家的学者称为“吴氏输运函数”，他所提出的光电阴极的固溶胶模型和光电子发射的理论被称为“吴氏理论”。

1983年7月1日，吴全德加入了中国共产党。

1984年，吴全德领导的电子物理专业被批准为首批博士点，他成为首批博士生导师。

1991年，吴全德当选为中国科学院学部委员(后改为院士)，获国务院颁发的政府特殊津贴。

1997年9月，在吴全德等人的建议下，北京大学成立“纳米科学与技术研究中心”，他被任命为主任;该中心在单壁碳纳米管、超高密度信息存储、针尖化学等方面取得了创新成果。

1998年，承担国家自然科学基金重大项目"纳米电子学基础研究"，任首席科学家。

2002年，北京大学信息科学技术学院成立，吴全德任学院学位委员会副主任;同年，与中国宇航科学及火箭权威、中国科学院院士梁思礼教授一同应邀莅临董教总教育中心暨新纪元学院参加“721华教盛会”，并公开主讲“纳米科学的发展与人类未来”学术讲座;同年9月，与梁思礼院士同时应允出任新纪元学院学术顾问。

2004年12月，吴全德为庆祝马来西亚华校董事联合会总会创会五十周年庆，再度应邀抵马，公开演讲“论科学美”，以其主持的实验室拍摄到的纳米粒子结构的珍贵照片，深入浅出的谈纳米科技及其微观世界，探讨科学与艺术相结合的美感经验，将科学从形下之器提升到形上之道与美的境界。

2005年3月，吴全德院士被查出脑部患有血管瘤，本应及时治疗，他却忙于科研，要等告一段落才能脱身治病;直至2005年12月发现血管瘤增大，住入北京医院，延名医会诊，多数主张动手术，少数主张保守疗法，于12月20日由北京医院名医动了手术，由于该脑瘤不能摘除，只得在血管上搭一支架。手术成功，手术后已恢复正常，不意25日血管瘤破裂。

2005年12月29日22时44分，吴全德院士经多方抢救无效，不幸逝世，享年82岁，在其病重住院期间，吴全德还带去了电脑和书稿，并完成了书名为《艺术与美》的写作提纲。

研究领域主要在光电阴极、含超微粒子薄膜及薄膜的成核和生成等方面。1963年提出阴极固溶胶理论1966年提出离子晶体或共价晶体中固溶胶粒的形成和生长理论1979年提出银氧铯阴极光电发射的物理模型，推导出长波光电发射的光电流密度和量子产额公式，计算了它的长波光谱响应理论曲线，从而得出对长波有贡献的平均银超微粒的直径约31埃。此理论被国外有关权威学者承认并称之为“吴氏理论”。1987年提出固体表面上原子团和超微粒的形成和生长理论，以及外延生长条件。

创造“吴氏理论”在光电阴极方面，他进行了较深入的理论和实验研究，尤其是对银氧铯(Ag-O-Cs)光电阴极的结构和光电子发射机理的研究取得了重要成果。Ag-O-Cs光阴极(也称S—1阴极)是最早(1929)发明的实用光电阴极，世界上第一只电视摄像管和第一只红外变像管就是利用这种阴极制成的。它具有较高的近红外灵敏度和复杂的光谱响应特性，至今在红外光电转换和探测仪器中仍被广泛应用。在激光出现以后，它的优越的超短脉冲检测特性和多光子效应受到光电专家的重视，但它的发射机理长期没有被认识清楚，近半个世纪以来，多数人认为这个阴极是半导体结构，但用半导体模型解释该阴极特性时又遇到很多矛盾，有些学者认为S-1阴极的发射机理是一个谜。吴全德于1963年首先提出了这种光电阴极的固溶胶模型，指出了这种光电阴极的结构是金属银超微粒子埋藏于氧化铯半导体中，他从理论上讨论了基质中金属微粒的成核、生长条件，提出了离子晶体或共价晶体中固溶胶粒的形成和生长理论，并给出了金属微粒-半导体薄膜的能带结构和电子态分布，以此为基础讨论了Ag-O-Cs光电阴极的导电机理、光吸收、光电激发和光电子输运过程以及光电子发射的量子产额公式：

Y(hv)=α∫∞Es-EFEE+(Ev-hv)E+(Ev-Ec)1/2expEm-EkTdE在这个领域，吴全德最先用这种模型、理论和公式定量地阐明了Ag-O-Cs光电阴极的结构和特性，并从理论上得出对长波光电发射有贡献的平均银超微粒的直径为3.1纳米。大量的科学实验证实了这个模型是合理的，这个理论较好地解释了实验结果。此理论被欧美等国外权威学者承认并称之为“吴氏理论”。

在20世纪60年代后期，多碱光电阴极获得广泛应用，它是在可见光、近紫外和近红外范围有较高灵敏度的实用光电阴极，是高增益高分辨率像增器发展的基础，但对它的光电发射机理的讨论都采用单晶半导体模型。吴全德在1985年与合作者一起对“多碱效应”做出了实质性的解释，并提出多晶光电发射模型和对光谱响应有影响的两个参量，即晶粒间界处的位垒高度和光电子的界面损失率，从而对光谱响应的变化给出解释。

原子团和超微粒子成核和生长理论的研究

吴全德在光电阴极的研究方面取得突破性成果的同时，扩展了他的研究范围，研究了在更普遍的情况下，原子团和超微粒子成核和生长的理论，给出了在介质或半导体中形成原子团和超微粒子的理论公式和物理条件。在这个理论指导下，可以有目的地控制制备金属超微粒子-半导体薄膜和金属超微粒子-绝缘体薄膜。这类薄膜具有独特的光学、电学、磁学和光电性质，它可以制成光和电磁波强吸收材料、光学双稳态材料、超短光脉冲检测薄膜、以及多种气体敏感薄膜。

吴全德意识到薄膜技术在高科技各个领域的重要性，但对薄膜生长的基础(包括成核、生长、连续成膜和外延等)还没有完整的理论。因此他研究了在固体表面原子团形成的物理条件，讨论了薄膜形成的一般过程和稳定外延生长的条件，提出成核、生长和外延生长的互补性，给出了有关公式。这一理论工作在薄膜制备和固体器件加工及外延生长条件等方面是非常有意义的。

在上述研究的基础上，吴全德与合作者以及他所指导的研究生进行了金属超微粒子的结构和特性的系统实验研究。人们在这个领域中研究较多的是在惰性气体中制备原子团和测试原子团的特性，而吴全德则已经比较深入地研究了埋藏在介质或半导体中的金属超微粒子薄膜的结构与特性，特别是它们的光电特性，从理论和实验上给出一系列的研究结果。这些成果表明了吴全德的研究工作有其独到的开创性和先进性。

据2015年12月九三学社中央委员会网站信息显示，吴全德出版有《吴全德文集》和《薄膜物理》等书籍，发表150多篇学术文章;还出版了《艺术与科学的融合——纳米科技改变人类生产、生活、思维方式》一书。

据2015年12月中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息显示，吴全德院士在1982年至2002年共申报了5项专利，专利名分别是激光脉冲检测用光电发射薄膜、碳纳米管的组装技术及电子器件、内场助金属超微粒子/介质复合光电发射薄膜及应用、掺杂稀土元素的纳米粒子/介质复合光电薄膜及制备和应用、金属纳米粒子-半导体介质复合薄膜及制法和全光克尔开关。

全德对“金属超微粒子-半导体薄膜材料的结构和特性”的研究，获1987年国家自然科学奖三等奖和国家教育委员会科学技术进步奖二等奖;2004年，因电子显微学基础和纳米结构研究，获北京市自然科学一等奖。

人才培养 据2015年12月中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息显示，吴全德院士在1999年至2000年共培养出3名硕士研究生、3名博士研究生。

吴全德历任《物理学报》、《高速摄影与光子学》编委，电子工业出版社顾问，中国电子学会理事，国防科工委夜视专业组副组长，北京大学学术委员会委员，国家计委世界银行贷款项目“重点学科发展项目”专家组成员，国家自然科学基金委员会信息科学部电子学科评审组成员，中国科学院真空物理实验室学术委员会副主任，中国电子学会会士评审组成员和学术委员会委员等职务。

吴全德院士平易近人、为人正直、德高望重;教学上认真负责、诲人不倦;科研上周密严谨、成果卓著。他是我们的好老师，做人的好榜样。(北京大学评)

“岁暮霜寒愁无限，故人西辞九重天，科海神游昨日事，后生犹记谆谆谈，当年纳米先行者，呼号上下古稀年，艺术融合科学道，更存高德于世间。”(中国科学院院士、北京大学教授刘忠范评)