編者按

1981年8月28日，國際太陽能討論會(huì)在英國布萊頓閉幕，中國被接納為國際太陽能協(xié)會(huì)會(huì)員。2025年第一季度，中國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量突破9.46億千瓦，首次超越火電成為第一大電源。光伏發(fā)展離不開硅等半導(dǎo)體材料的研究和發(fā)展。有這樣一位女科學(xué)家，她不僅是我國重要的半導(dǎo)體材料科學(xué)的奠基人和開拓者，也是中國光伏產(chǎn)業(yè)科研界的先行者，她的名字是林蘭英。

賓大第一位女博士

1918年2月7日，林蘭英出生在福建莆田的一個(gè)工商業(yè)者家庭。1936年，林蘭英考上了福州協(xié)和大學(xué)物理系。畢業(yè)后，林蘭英留校任教。同事們?cè)u(píng)價(jià)她：“聰明，坦率、正直，敢于批評(píng)人，不怕得罪人，學(xué)生都很聽她的話?！?/p>

當(dāng)時(shí)國民政府教育部針對(duì)評(píng)定講師有一條規(guī)定，如本人有成書之作，學(xué)校上報(bào)推薦，教育部可以直接給予委任。林蘭英很快完成了《光學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》，并憑此獲得講師職稱。如此優(yōu)秀，校方應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)林蘭英出國留學(xué)。但性格倔強(qiáng)的林蘭英從未參加過這所教會(huì)學(xué)校的禮拜，便失去通過學(xué)校出國深造的機(jī)會(huì)。后因?yàn)橐晃簧锵档慕淌谫p識(shí)她的能力，便用私人身份將她推薦到美國狄金遜學(xué)院深造。

1948年6月出國前林蘭英（右3）與家人合影

來源 |《林蘭英院士科研活動(dòng)論著選集》

1948年6月，林蘭英到美國狄金遜學(xué)院攻讀數(shù)學(xué)，同時(shí)選修物理和化學(xué)。1948年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家制成了世界上第一根半導(dǎo)體鍺單晶。這不僅開啟了半導(dǎo)體物理學(xué)的新篇章，也成為了林蘭英日后的一盞指向燈。

林蘭英僅用一年便獲得美國狄金遜學(xué)院學(xué)士學(xué)位，讀書期間她還獲得了美國榮譽(yù)學(xué)會(huì)狄金遜分會(huì)的金鑰匙獎(jiǎng)，并收到芝加哥大學(xué)攻讀數(shù)學(xué)博士入學(xué)通知書和獎(jiǎng)學(xué)金。但林蘭英最終決定去賓夕法尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)固體物理?！拔抑赃@樣選擇，是因?yàn)榭紤]到念物理學(xué)比念數(shù)學(xué)對(duì)祖國未來國民經(jīng)濟(jì)的服務(wù)更直接。”1955年，林蘭英成為該校建校215年以來，第一位獲得博士學(xué)位的中國人，也是該校有史以來的第一位女博士。

1955年圣誕節(jié)林蘭英留影

來源 |《林蘭英院士科研活動(dòng)論著選集》

“要選定目標(biāo)，一旦目標(biāo)確定，就要為之奮斗終身。選擇目標(biāo)時(shí)要看準(zhǔn)國際發(fā)展趨勢(shì)和國家需要，要廣泛接受來自各方面的信息。選準(zhǔn)目標(biāo)后，要在自己的領(lǐng)域堅(jiān)持下去，不能見異思遷。”林蘭英說。

拉制中國第一根硅單晶

畢業(yè)后，她進(jìn)入了索菲尼亞公司研究半導(dǎo)體材料物理特性。根據(jù)她的建議，索菲尼亞公司改進(jìn)技術(shù)措施，拉制成功該公司的第一根硅單晶。這期間，她發(fā)表了《硅的歐姆接觸的制備》《鍺和硅的載流子抽出電極的制備》兩篇論文。在一年多的時(shí)間里，公司給她連續(xù)加薪三次。

1956年12月，林蘭英以母親病重為由提出了回國申請(qǐng)。離開美國前，她的全部薪資所得被扣留，但她還是想方設(shè)法地將自己積攢的500克鍺單晶和100克硅單晶帶回國。回國后，林蘭英將這些樣品捐獻(xiàn)給了中國科學(xué)院，這些樣品成為我國半導(dǎo)體科學(xué)工作的無價(jià)之寶。

“如果要錢的話，我就不用回來了。”每當(dāng)有人提起生活待遇的話題，林蘭英就會(huì)這樣回答。1957年初她回國加入中國科學(xué)院應(yīng)用物理所，任半導(dǎo)體材料研究組組長。當(dāng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室條件非常簡陋，組里七八個(gè)人只能共用一間，里面有兩臺(tái)拉單晶的爐子，十四平方米的空間里放了六張三屜桌和一個(gè)書柜，人員出來進(jìn)去時(shí)常常需要喊“勞駕”。

1957年，林蘭英在辦公室留影

來源 |《林蘭英院士科研活動(dòng)論著選集》

硅材料是制備晶體管和集成電路芯片最重要的材料。回國后，林蘭英發(fā)現(xiàn)硅單晶的研究并未列入《1956-1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》，而當(dāng)時(shí)美國正在不遺余力地研究硅單晶的生產(chǎn)。林蘭英便向領(lǐng)導(dǎo)提出了研制硅單晶的建議。

建議通過了，面對(duì)一窮二白的局面，后面怎么干？國際上制取硅單晶材料工藝，需要在爐膛中充入氬氣，但當(dāng)時(shí)國內(nèi)不能生產(chǎn)氬氣，西方又對(duì)我國實(shí)施禁運(yùn)，林蘭英便提出將爐體抽成真空來進(jìn)行拉制。有困難克服困難，有問題解決問題，1958年歲末，我國第一根符合性能、質(zhì)量要求的硅單晶被拉制出來了。

敢“碰硬”

要敢于在國際科研的前沿領(lǐng)域“碰硬”，是林蘭英一句口頭禪。1960年，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所成立，林蘭英成為材料研究室主任。上任后，她開始研究砷化鎵單晶制備。

當(dāng)時(shí)正處于三年困難時(shí)期，各類物資奇缺，屋里冬天沒有暖氣、夏天沒有風(fēng)扇，實(shí)驗(yàn)臺(tái)是用磚頭加木板搭的。因?yàn)橐獰隣t子，林蘭英熱出了一身痱子。最初實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)管還會(huì)經(jīng)常爆炸，爆炸后實(shí)驗(yàn)室就會(huì)彌漫著含有砷的毒氣。

1962年秋，林蘭英培育出砷化鎵單晶，其電子遷移率達(dá)到了當(dāng)時(shí)國際最高水平。同年，世界上第一支砷化鎵激光器問世。由于林蘭英的提前部署，1963年半導(dǎo)體所完成了砷化鎵激光器的研制。

對(duì)砷化鎵的研究，林蘭英耗費(fèi)的精力最多、時(shí)間最長。但是經(jīng)過了20年的發(fā)展，砷化鎵成品率低卻一直沒有得到解決。1987年8月，林蘭英團(tuán)隊(duì)與航天部合作，利用我國返回式衛(wèi)星，在世界上首次在太空從熔體中生長出了砷化鎵單晶。林蘭英組織力量對(duì)空間生長的砷化鎵單品進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明，空間生長的砷化鎵的化學(xué)配比更加精確。

1988年9月，林蘭英（左1）與王占國（左3）在美國參加完太空材料會(huì)議后去紐約看望侄兒林守勛（右1）時(shí)與留美學(xué)子們合影

來源 | 《林蘭英傳》

20世紀(jì)80年代，國際上開始研究砷化鎵太陽電池。這種空間能源，比硅太陽能電池有許多優(yōu)點(diǎn)。研究室的向賢碧提出，用液相外延砷化鎵生長技術(shù)，來開展砷化鎵太陽電池的研究。

在林蘭英的支持下，從1987年開始，向賢碧組織人員，開始了對(duì)這個(gè)新課題的研究，這成了國內(nèi)最早研究砷化鎵太陽電池的小組之一。在一代代研究人員的努力下，2022年7月24日，中國空間站問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射升空，其超大型太陽能翼使用了柔性三結(jié)砷化鎵太陽電池陣技術(shù)。

1993年，林蘭英訪問德國不來梅大學(xué)

來源 |《林蘭英院士科研活動(dòng)論著選集》

女科學(xué)家的眼光

78歲時(shí)，林蘭英切除了近1/3的肺，手術(shù)前她要求醫(yī)生保證她術(shù)后能有十年時(shí)間健康地工作，否則她不同意手術(shù)。因?yàn)樗胧陜?nèi)在集成電路、空間應(yīng)用和高科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力三個(gè)方面再作出新的貢獻(xiàn)。

1986年，王陽元、王守武、林蘭英、王守覺、李志堅(jiān)等院士在香山飯店參加國家集成電路規(guī)劃

會(huì)議

來源｜中國科學(xué)家博物館

“我雖然是研究材料的，但這幾年想得最多的是大規(guī)模集成電路?！?0世紀(jì)90年代，林蘭英開始積極推動(dòng)北方微電子研究開發(fā)基地的建立與建設(shè)。大規(guī)模集成電路就是人們口中的“芯片”，要發(fā)展芯片離不開微電子的研究。她聯(lián)合李志堅(jiān)、吳德馨兩位院士，邀請(qǐng)王陽元一起參與基地建設(shè)。每當(dāng)王陽元和團(tuán)隊(duì)遇到困難、喪失信心的時(shí)候，林蘭英總會(huì)勉勵(lì)他們：“我都70多歲了，你們與我比起來還是年輕小伙子呢，怎能泄氣？”

1998年，林蘭英在英國做學(xué)術(shù)演講

來源 |《林蘭英院士科研活動(dòng)論著選集》

林蘭英不是一個(gè)刻板的科學(xué)家，空閑時(shí)她喜歡看電影、讀書。雖然出生在男尊女卑的封建家庭，但是她把自己活成了“大女主”。

“最后，我想對(duì)女科技人員說幾句話。在中國，幾千年來的封建意識(shí)的影響還是根深蒂固的，社會(huì)上還存在著輕視婦女的現(xiàn)象，無論是大學(xué)招生、畢業(yè)分配等方面都有。另外女同志的家務(wù)負(fù)擔(dān)確實(shí)比較重，特別是結(jié)了婚，生了孩子后，有些女同志就只能退出科研，而輔助丈夫成就事業(yè)。當(dāng)然這些都是客觀因素，有些目前還難以解決。因此，我希望女科技人員要努力克服外界壓力，克服自卑感，樹立自信心，加強(qiáng)自身的鍛煉。同時(shí)要選擇明確的目標(biāo)，培養(yǎng)自己堅(jiān)韌不拔、勇于攻堅(jiān)的精神，不達(dá)目標(biāo)誓不罷休，這樣就一定能成功?！?994年，在一篇“慶祝國際三八節(jié)筆談”中，林蘭英寫下上述內(nèi)容，她是這樣說的，也是這樣做的。2003年3月4日，林蘭英在北京逝世，享年85歲。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 四十年崢嶸歲月[J].物理學(xué)史和物理學(xué)家,2003(12):820-822.

[5] 太空半導(dǎo)體材料的開拓者——記物理學(xué)家林蘭英教授[J].現(xiàn)代物理知識(shí),1991,(04):1-2.

[6] 女科技工作者應(yīng)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮更大的作用─—慶祝三八國際婦女節(jié)筆談[J].中國科技論壇,1994,(02):3.

中國科學(xué)家博物館出品

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