王业宁

        王业宁,女,物理学家。1926年10月出生于安徽省安庆。1945年由中大附中保送进中央大学物理系,1949年夏毕业。1950年至今一直在南京大学物理系工作,历任助教、讲师、副教授、教授等职。1981年被国务院批准为博士生导师。1991年当选为中国科学院学部委员(院士),第八九届全国政协委员。
        1953年她去中科院金属研究所进修,向葛庭燧教授(院士)学习金属物理与内耗,1954年回南京大学协助施士元、程开甲教授(院士)建立了我国第一个X光金属物理专门化。从此一直工作在教学与科研的第一线。开始研究金属中相变与缺陷的内耗(声衰减)。“文革”后为易于实现理论与实际的联系,专业方向改为晶体物理,先以光学晶体为主攻方向,1973年从拉制LiNb01单晶开始,搞出国内第一台声光品质因子的测试设备,继而研制声光调Q—YA瞅光器,其中连续激光器国内已有,而声光调Q器件虽有几个单位已研制数年,但未成功,她带领年轻教师一起奋战4个月,克服多种困难,终于研制成功。该项成果获得1978年全国科技大会奖。
        1978年以后又继续从事相变与缺陷的研究,研究材料从金属扩大到氧化物晶体(包括铁电晶体、高温超导体等),并系统深人研究了几种重要的广义相变的规律,无论在实验方法、规律的发现和机制的探讨方面均有创新。
        20世纪60年代初首次测出一级相变过程瞬态内耗的频率依赖关系,提出了内耗与振动一周内的转变量成正比的机制,10年后国外也有相同结论。还统一了出发点完全不同的两种相变内耗理论。首先提出“稳态相变内耗应归因于共格界面所引起的静滞后损耗”。这一结果比著名相变学家Christian提出得更早。在此期间在国内首先建立了三节压电组合振子内耗仪(40—200千赫),该成果于1964年获国家计委、经委、科委的的工业新产品奖。 20世纪80年代为了研究相变内耗与界面的定量关系,创建了在用上述三节组合振子测量内耗的同时能实时观察畴界变化的装置,由此发现了与Landau等对二级相变导出的序参量弛豫理论不同的二级相变低频内耗峰n及畴的粗化过程的类相变峰P2。首先提出畴的粗化过程类似一级相变。以后在许多铁电、铁弹相变以及马氏体相变过程都测出P1和P2峰,是一普遍规律。这一成果数次在国际会议上做邀请报告,受到好评。特别是内耗测量与直接观察同时进行的这一创新点以及内耗与介电损耗并用影响较大,得到提倡与效法。列宁格勒大学Nikanarov教授说这一设备与方法使他受到启发,制作了相似的设备,在下届国际会议上做了很好的报告。
        测出了高温超导体的正常态内耗背景值与载流子浓度的正变关系及其在转变温度Tc以下的下降。而传统超导体的载流子内耗只有在低温、高频下才能测量出,分析证实了只有在强关联系统中才有可能测到。
        高温超导体在Tc以下有一个磁通引起的内耗峰。美国Bell实验室的Bishop等认为是磁通熔化引起,而德国Marx-Planck研究所Brandt等认为是磁通脱钉扩散引起。我们测量了该峰的频率效应,判断为熔化峰,澄清了多年的争论。
        将用于高分子及非晶系统的耦合弛豫理论应用到合金中缺陷的集体弛豫过程,合理地解释了位错溶质气团峰与沉淀峰为什么具有反常大的激活能,引起同行的兴趣。国外有人称之为王氏理论。
        20世纪80年代初王业宁系统研究了LiNb03晶体在75~C附近有多种物性反常,但无对称性改变,只有晶格参数跳变,称之为类相变。物性反常可分两类,一类可用晶格的跳变解释,另一类是两相共存区的界面和应力所引起。1987年在三种(Y,Bi,啊系)高温超导体的正常态也发现存在三个这种类相变的温区有晶格的跳变,提出这种晶格参数的跳变与八面体倾转有关,这与近年来晶格条纹相(研究热点)有联系。1987年发表的论文至今引用者已超过60次。2000年Nature杂志上发表了美国Brookhaven国家实验室Shanna等用离子沟道方法测得YBaCuO原子间位移随温度的变化,也得到三个位移跳变的温区,与王业宁课题组测得的性能反常温区一致。他们也认为是某种相变所引起。用超声方法对BiSrCaCuO单晶还测到了弹性软模,与美国宾州大学用中子散射PDF方法测出的局域原子的周期性位移的结果相吻合。王业宁教授在1992年北京国际高温超导会议上作了大会报告,反应很好。美国依利诺大学D.M.Ginzberg教授作总结报告时提到“从这一角度来研究高温超导体,国际上做得最好的是Wang’sgroup”。关于高温超导体方面写了3篇综述论文。
        20世纪90年代对TGS,KDP等铁电晶体中畴界引起的介电损耗峰四的研究表明存在.一个冻结温度Tf和Vogel-Fulcher弛豫关系,显示了转变型GT特征。对C60中两种无序取向态(38~C和98~C)间的转变,考虑了近邻的弱耦合作用的Mont-Carlo模拟,结果仍服从Arrhenius弛豫关系,显示了动力学GT特征,从而认识到当今这两种玻璃化转变的假说并不矛盾,而是适合于不同情形。如果弛豫元之间耦合强,将出现转变型特征;若弛豫元之间耦合弱,则出现动力学型特征。
        王业宁教授为了培养人才和科研进展,近年来考虑到要想攻克前沿材料中的核心问题,不能局限于运用自己熟悉的方法和自己仅有的设备,要想方设法建立新设备,例如研究高温超导体的电子态可用校内的核磁共振仪,也有条件建立低温STM(扫描隧道显微镜),并与其他实验室合作。例如为探讨铁电存储器中的疲劳与开关机理,利用了国内最好的电镜室(北京)进行研究,找到了层状钙钛矿铁电体(SBT,BLT)中“无疲劳”的根源,在2000年三个国际会议上作了邀请报告,反应强烈。国际上著名铁电物理教授E.L.Cross和J.F.Scott均给予高度评价。Cross审稿中认为这是一篇“极好”的文章。J.F.Scott是SBT的发明人。他在会上说:“多年来一直在研究SBT为什么有这么好的抗疲劳性能,未能解决,是个难题,而你们的工作给出了很好的答案,应尽快发表”。
        以上成果共发表SCI论文200余篇,被他人引用500多次,王业宁数十次在国际会议上做邀请报告及担任国际会议顾问委员会委员,1997年被选为亚洲太平洋材料科学院的成员。获得国家自然科学二等奖、四等奖各一次,国家教委科技进步一等奖、省科技进步一等奖及二等奖各一次,1994年获国家重点实验室先进个人“金牛奖”。此外还参加冯端等编著的《金属物理》与《金属物理学》的部分编写工作。培养硕士、博士30多名。

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