1982年,浙江諸暨磁性材料廠(以下簡稱諸暨廠)曾因技術力量薄弱,產品質量上不去而瀕臨倒閉。直到都有為擔任了該廠的技術顧問,諸暨廠才“起死回生”,重新開啟銷路,實現盈利,並有部分產品實現出口。2021年4月7日,都有為重訪浙江諸暨磁性材料廠。這座當年差點倒閉的工廠而今早已做強做大,永磁鐵氧體粉體生產量居國內首位,年產值逾5億元。
多年來,都有為始終堅持將科研成果轉化成生產力,在這條產學研融合的探索路上,他幫助很多企業攻克了難關。
都有為,中國科學院院士、磁學與磁性材料專家。長期從事磁學和磁性材料的教學和研究工作,在錳鈣鈦礦化合物的大磁熵變效應、錳鈣鈦礦化合物小顆粒體系中的隧道型磁電阻效應、磁性奈米微粒的小尺寸效應與表面效應,以及顆粒膜的巨磁電阻效應、磁光效應、反常霍爾效應與微結構的依賴性等方面取得重要研究成果。
與磁學結緣
都有為,1936年10月出生於浙江省杭州市。因抗日戰爭爆發,家道中落,在艱難的環境中,他利用一切機會堅持勤奮學習。中學期間,都有為接觸到了許多進步書籍、報刊,其思想也有了很大提升,對於國家、民族的情感更加深切。
1953年高考時,都有為在物理老師的建議下報考南京大學物理系。進入南京大學後,在施士元、魏榮爵、程開甲、鮑家善、徐躬耦、程濬、周衍柏等學術大師的薰陶下,他逐漸展露出出自己對於物理現象和規律理解上的優勢。
1958年9月,都有為下放後與當時磁學教研組的教師在南京大學內合
1956年,南京大學物理系建立磁學專業,學習蘇聯成立教研室,都有為成為磁學專業第一屆學生,畢業論文由教研室主任鮑家善指導,從此與磁學結緣。
1957年,都有為大學畢業後留校,在物理系磁學組任助教。隨後幾年,儘管時代跌宕歷經坎坷,但他始終沒有離開磁學。
1963年4月,中國電子學會和中國物理學會聯合舉辦的第一屆全國磁學及磁性材料會議在江蘇省無錫市召開。會後,國內最早成立磁學專業的五個高校的教師在太湖之濱的蠡園相聚合影留念,其中包括中國磁學創始人、物理學泰斗、北京大學葉企孫先生和山東大學郭貽誠先生等人,都有為也參加了此次會議,與同行們熱情開展交流,探索學術前沿。
1963年4月,國內最早成立磁學專業的五個高校的教師在太湖之濱的蠡園合影留念
(前排左起:山東大學郭貽誠、北京大學葉企孫、南京大學都有為、吉林大學張裕普;二排左起:蘭州大學周華、山東大學王士波、蘭州大學楊正、吉林大學潘壽復;三排左起:北京大學戴道生、南京大學蔡魯戈、南京大學翟宏如)
1972年,當時南京大學物理系磁學教研室有一間公用的實驗室在北大樓的地下室,大約30平米,裡面除了幾臺簡易的高溫爐外,空無一物。都有為的磁學研究就是從這樣一間地下室開始的。
由於缺少經費購買裝置,都有為和陸懷先商討後,便當起了“破爛王”,專門到化學系的走廊上撿拾丟棄的瓶瓶罐罐,拿回實驗室,用化學方法制備磁性顆粒樣品。他們自己製備樣品、自己動手做測量儀器,實驗室冬冷夏熱,黃梅天裡甚至要穿雨靴進實驗室工作。
就是在這樣的條件下,磁記錄顆粒、永磁磁粉等各種樣品陸續從“土”裝置中出爐,都有為每年都有2篇論文在當時國內物理界最高水平的學術刊物《物理學報》上發表。
服務基層,幫扶企業技術改進
1978年黨的十一屆三中全會以後,我國經濟開始復甦,都有為積極參與江蘇省磁性材料的生產,為企業無償提供服務,提高產品質量,解決永磁鐵氧體幹壓取向成型中提高磁粉在磁場中的取向度等技術難題。
1982年,浙江諸暨磁性材料廠(現為諸暨安特磁性材料公司),因為技術力量薄弱,質量上不去,產品大量積壓、報廢,企業瀕臨倒閉。廠長慕名專程趕往南京大學,懇請都有為擔任廠方的技術顧問。
都有為在不影響校內教學、科研任務的前提下,先後7次前往該廠講學,課後還輔導技術骨幹,為職工解疑答惑。除講課外,都有為還多次給該廠寄送講義、寄資料。
在普遍提高職工技術素質的基礎上,都有為幫助廠方成立了攻關小組,把“提高鋇鐵氧體磁能積研究”作為突破口,把改造陳舊裝置作為提高產品質量的關鍵。
1984年,該專案獲得浙江省1983年度科學技術成果獎二等獎。
經過一年多時間的努力,1983年12月,該廠通過了磁能積研究課題的技術鑑定,產品因為質量的提高而重新開啟銷路,《光明日報》《浙江日報》《新華日報》等媒體廣泛報道。2021年4月7日,都有為重訪諸暨廠。當年差點倒閉的工廠如今早已做強做大,永磁鐵氧體粉體生產量居國內首位,年產值逾5億元。
立足前沿,研究高溫超導氧化物
1985年12月底,經物理學家馮端推薦,都有為參加了“中美凝聚態物理合作計劃”(The APS China Program),前往美國霍普金斯大學做訪問學者。
1986年初,適逢高溫超導氧化物材料研究的興起,都有為和霍普金斯大學另外一個實驗室的留學生肖鋼(現為美國布朗大學教授、物理系主任),對如何製備高溫超導氧化物的樣品進行探討,並和他一起製備樣品。都有為提出了一個新的製備高溫超導氧化物的方法,根據實驗結果,他們合作完成論文並發表在美國《物理評論B》(Phys. Rev. B. 35,1987)上。該論文對理解高溫超導機理以及進一步開展高溫超導體材料研究提供了實驗啟示,至今已被414篇SCI論文引用。
1987年夏天,都有為(左二)與邱子強(左一)、唐煥(右一)在美國霍普金斯大學校園內合影
當時,都有為認為高溫超導氧化物研究是一個非常重要的研究方向,他便嚮導師沃克(Walker J. C.)教授提出開展高溫超導材料研究的建議。沃克教授欣然採納都有為的建議,並讓邱子強和唐煥二位博士生與都有為一起開展研究工作。
他們從一個新的研究方向開展了高溫超導體中的磁有序問題的研究,實驗結果證明反鐵磁有序與超導性共存的現象,這與本世紀初提出的相分離機制是一致的。
在美國三年,都有為共發表論文20餘篇,被SCI刊物引用830餘次。1988年底,都有為回國。
步履不停,拓展研究
回國後,都有為將自己的研究從國外開展的高溫超導材料研究,轉回到磁學與磁性材料領域,開展了磁性超細微粒材料的研究。
1992年,在馮端院士支援下,都有為科研組成功爭取到國家“八五”攀登計劃中的“奈米材料科學”專案,並先後承擔了多項國家、省部級科研專案,購置了多種奈米材料的合成、效能檢測裝置,使科研條件有了質的飛躍。
1995年,都有為與中科院固體所所長張立德研究員共同出任“九五”攀登預選計劃“奈米材料科學”首席科學家;1999年,又爭取到了“973”專案“奈米材料和奈米結構”的子課題,研究方向延伸到奈米磁學的各個領域,後來又進入到自旋電子學的領域,開拓了半金屬與稀磁半導體材料的研究,取得了一系列創新性成果。
1990年代初,都有為在南京大學物理系磁學組的實驗室裡做實驗
一段時間以來,美國在高科技領域對中國的打壓,特別是在半導體晶片上對中國卡脖子,讓中國科技界如鯁在喉、如芒在背。都有為認為,中國要想在晶片上實現“自由”,不再受制於人,甚至趕超世界先進水平,除了需要在半導體晶片產業上加大投入外,自旋晶片可能會成為一條新的發展方向。
自旋晶片是利用奈米材料電子自旋特性製成的晶片。都有為一直十分重視自旋晶片的研究和應用。2009年,他透過中國科學院呈送報告給國家相關部門,希望加強自旋晶片的研究和產業開發。2013年底,他又透過院士建言的方式,再次呈交報告,希望在國家層面進一步加強對自旋晶片的研發,以實現對半導體晶片的彎道超車,徹底解決晶片“卡脖子”問題。同時,他還透過自身的影響和努力,促進國內企企、院企合作,以加強自旋晶片的研發和應用。
都有為特別強調開放創新,著力加強不同學科之間、相同學科不同方向之間,特別是實驗物理和理論物理之間的合作,他認為只有這樣才能使研究不斷向縱深發展,而從事理論研究的人也可從新的實驗結果中開拓思路,達到雙贏、共贏的結果。
如今,都有為雖已進入耄耋之年,但他依然心繫中國磁學事業發展,悉心培養中國磁學人才,以深厚的學術造詣、寬廣的科學視角,繼續活躍在磁學和磁性材料科研領域第一線……
文:楊堅,南京農業大學人文學院