量子力学在材料中的应用

摘要： 运用量子力学课程的知识和阅读量子力学在材料方面的一些相关文献论文，简

述了量子力学在一些材料性质上的重要应用。

关键字： 量子力学 材料 量子点 光伏电池 量子阱 巨磁阻

正文： 量子力学（Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。在材料中量子力学也得到了中大的应用。下面主要介绍量子力学在几种材料上的应用。

一：关于量子点材料光伏电池

量子点具有比量子阱更强的作用，可用量子点从太阳光吸收一个宽排的光子能量后再发射几个波长的能量。Ａｒｔｈｕｒ Ｊ． Ｎｏｚｉｋ在实验室开发量子点物质，推进单层高效率太阳电池的研究。Ｈ． Ｐｒｅｓｔｉｎｇ用多层氧化硅（多层膜）中排列的Ｇｅ量子点层夹在Ｓｉ（Ｐ型）－Ｓｉ（ｉ）之间制成电池，当达到７５层时，量子点的密度增大，红外光谱的吸收增强了１０％（与无夹层比），使光生电流增加（低能区）；但由于Ｇｅ量子点又起到载流子复合与捕获中心的作用而导致开路电压减小了。可见为提高短路电流、开路电压，必须优化设计量子点结构，以获得较高的光电转换效率。更重要的是，要对Ｓｉ／Ｇｅ量子点层的机理进行研究，并用以指导最佳化设计。量子点被称为“人造原子”，一般尺度为几十纳米，其能带结构与原子相象。电子和空穴受到三维量子限域效应影响而呈现不连续的能级。尺度直接决定量子点的能级。对于一维情况，能级遵从式（１）吸收系数增大：量子点限域效应使能隙随粒径变小而增大，所以量子点结构材料可吸收宽光谱的太阳光。量子点尺度更小时，处于强限域区易形成激子，产生激子吸收带，随着粒径的减小，吸收系数增加。激子的最低能量蓝移。也使其对光的吸收系数范围扩大。（２）带间跃迁，形成子带：其光谱是由于带间跃迁的一系列线谱组成。带间跃迁可以使得入射光子能量小于主带隙的光子转化为载流子的动能。可以有多个带隙起作用，产生电子－空穴对。（３）量子隧道效应与载流子的输运：光伏现象的实质是材料的内光电转换特性，与电子的输运特性有密切关系。电子在纳米尺度量子点空间中运动，当有序量子点阵列内的量子点尺寸与密度可控时，量子隧道效应更显现，利于载流子输运。因量子阱在横向的尺度不是纳米量级，所以可能使得光生载流子的逃逸容易在两层膜之间发生。而量子点有三维的量子限域作用，如果尺寸与密度控制得当，这个问题可以避免。关于量子点对光生载流子的逃逸、捕获与复合的过程的机理有待于进一步探讨。例如①量子点中光生载流子如何贡献于光生电流；②量子点能级的分布如何影响辐射复合几率，从而影响光伏电池的暗电流、开路电压等；③由量子点尺寸决定的量子点能级的空间分布与量子点电池的转换效率之间有怎样重要的关系；④量子点尺寸和密度控制在怎样的程度方可以使转换效率得到提高等等。随着量子点材料在发光材料的成功，量子点材料光伏电池的研发也将取得成果。

二：量子阱

量子阱器件,即指采用量子阱材料作为有源区的光电子器件,材料生长一般是采用MOCVD外廷技术。这种器件的特点就在于它的量子阱有源区具有准二维特性和量子尺寸效应。二维电子空穴的态密度是台阶状分布,量子尺寸效应决定了电子空穴不再连续分布而是集中占据着

量子化第一子能级,增益谱半宽大为降低、且价带上轻重空穴的简并被解除,价带间的吸收降低。

1量子阱器件基本原理

1.1 量子阱基本原理

半导体超晶格是指由交替生长两种半导体材料薄层组成的一维周期性结构.以GaAs／AlAs半导体超晶格的结构为例:在半绝缘GaAs衬底上沿[001]方向外延生长500nm左右的GaAs薄层,而交替生长厚度为几埃至几百埃的AlAs薄层。编辑： 。

这两者共同构成了一个多层薄膜结构。GaAs的晶格常数为0.56351nm,AlAs的晶格常数为0.56622nm。由于AlAs的禁带宽度比GaAs的大,AlAs层中的电子和空穴将进入两边的GaAs层，“落入”GaAs材料的导带底,只要GaAs层不是太薄,电子将被约束在导带底部,且被阱壁不断反射。换句话说,由于GaAs的禁带宽度小于AlAs的禁带宽度,只要GaAs层厚度小到量子尺度,那么就如同一口阱在“吸引”着载流子,无论处在其中的载流子的运动路径怎样,都必须越过一个势垒,由于GaAs层厚度为量子尺度,我们将这种势阱称为量子阱.

当GaAs和AlAs沿Z方向交替生长时,图2描绘了超晶格多层薄膜结构与相应的的周期势场。其中a表示AlAs薄层厚度(势垒宽度),b表示薄层厚度(势阱宽度)。如果势垒的宽度较大,使得两个相邻势阱中的电子波函数互不重叠,那么就此形成的量子阱将是相互独立的,这就是多量子阱。多量子阱的光学性质与单量子阱的相同,而强度则是单量子阱的线性迭加。另一方面,如果两个相邻的量子阱间距很近,那么其中的电子态将发生耦合,能级将分裂成带,并称之为子能带。而两个相邻的子能带

之间又存在能隙,称为子能隙。通过人为控制这些子能隙的宽度与子能带,使得半导体微结构表现出多种多样的宏观性质。

1.2 量子阱器件

量子阱器件的基本结构是两块N型GaAs附于两端,而中间有一个薄层,这个薄层的结构由AlGaAs-GaAs-AlGaAs的复合形式组成,。

在未加偏压时,各个区域的势能与中间的GaAs对应的区域形成了一个势阱,故称为量子阱。电子的运动路径是从左边的N型区(发射极)进入右边的N型区(集电极),中间必须通过AlGaAs层进入量子阱,然后再穿透另一层AlGaAs。

量子阱器件虽然是新近研制成功的器件,但已在很多领域获得了应用,而且随着制作水平的提高,它将获得更加广泛的应用。

2 量子阱器件的应用

2.1 量子阱红外探测器

量子阱红外探测器(QWIP)是20世纪90年代发展起来的高新技术。与其他红外技术相比,QWIP具有响应速度快、探测率与HgCdTe探测器相近、探测波长可通过量子阱参数加以调节等优点。而且,利用MBE和MOCVD等先进工艺可生长出高品质、大面积和均匀的量子阱材料,容易做出大面积的探测器阵列。正因为如此,量子阱光探测器,尤其是红外探测器受到了广泛关注。

QWIP是利用掺杂量子阱的导带中形成的子带间跃迁,并将从基态激发到第一激发态的电子通过电场作用形成光电流这一物理过程,实现对红外辐射的探测。通过调节阱宽、垒宽以及AlGaAs中Al组分含量等参数,使量子阱子带输运的激发态被设计在阱内(束缚态)、阱外(连续态)或者在势垒的边缘或者稍低于势垒顶(准束缚态),以便满足不同的探测需要,获得最优化的探测灵敏度。因此,量子阱结构设计又称为“能带工程”是QWIP最关键的一步。另外,由于探测器只吸收辐射垂直与阱层面的分量,因此光耦合也是QWIP的重要组成部分。

2.2 量子阱在光通讯方面的应用

光通信是现代通信的主要方式,光通讯的发展需要宽带宽、高速、大容量的光发射机和

光接收机,这些仪器不仅要求其体积小,质量高,同时又要求它成本低,能够大规模应用,为了达到这些目的,光子集成电路(PIC’S)和光电子集成电路(OEIC’S)被开发出来。但是,通常光子集成电路 和光电子集成电路是采用多次光刻,光栅技术、干湿法腐蚀技术、多次选择外延生长MOCVD或MBE等复杂工艺,从而可能使衔接部位晶体质量欠佳和器件间的耦合效率低下,影响了有源器件性能和可靠性。

近20年来发展了许多选择量子阱无序或称之为量子阱混合(QWI)的新方法,目的在于量子阱一次生长(MOCVD-QW)后,获得在同一外延晶片上横向不同区域具有不同的带隙、光吸收率、光折射率和载流子迁移率,达到横向光子集成和光电子集成的目的,这样就避免了多次生长和反复光刻的复杂工艺。

三：量子力学在铁磁材料中应用

在铁磁材料中有个巨磁阻效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电阻。当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。上下两层为铁磁材料，中间夹层是非铁磁材料。铁磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁场控制的，因而较小的磁场也可以得到较大电阻变化的材料。 总结：量子力学具有巨大的发展前景，无论是在材料还是在通信，或者是能源这些方面上，

都有着重大的应用，极大的推动着他们的发展。我相信，量子力学必将会在人类社会今后的发展中扮演着越来越重要的角色

参考文献：

[1]陆卫，李宁，甄红楼等．红外光电子学中的新族—量子阱红外探测器．中国科学，2009，39(3)：336～343．

[2]杜鹏，周立庆．面向工程化应用的量子阱红外探测材料制备研究．激光与红外，2010，40(11)：1215～1219．

[3]毕艳军，郭志友，于敏丽等. P型GaMnAs/AlGaAs量子阱红外探测器研究．激光与红外，2008，38(8)：784～786．

[4]谭智勇，郭旭光，曹俊诚等. 基于太赫兹量子阱探测器的太赫兹量子级联激光器发射谱研究．物理学报，2010，59(4)：1000～3290．

[5]百度文库

第二篇：关于量子力学的小论文

期末论文

姓 名：李金锋

学 院：软件学院

系：软件工程系

专 业：软件工程专业

年 级：2008级

学 号：24320082202513

指导教师（校内）：余扬政 职称：教授

20xx年 12月 16日

宇宙学浅谈期末小论文

——忆“中国的居里夫妇”

他少年时代即随父在北京生活，曾就读于蔡元培任校长的孔德中学；他19xx年毕业于清华大学；他19xx年赴法国留学，师从居里夫妇（著名科学家居里夫人的女儿女婿）；他19xx年获法国国家博士学位，19xx年获法国科学院亨利-德巴微物理学奖金；他曾任法国国家科学研究中心研究员、研究导师，并获法兰西荣誉军团军官勋章；他19xx年回国后历任清华大学物理系教授，中国科学院近代物理研究所（后为原子能研究所）副所长、所长，中国科学院学术秘书处秘书长，二机部（核工业部）副部长，中国科学院副院长兼浙江大学校长，中国科协副主席、名誉主席，中国物理学会副理事长、理事长，中国核学会名誉理事长等；他19xx年被选聘为中国科学院院士（学部委员）；他19xx年参加中国第一次12年科学规划的确定，与钱伟长、钱学森一起，被周恩来总理称为中国科技界的“三钱”。 他就是被誉为“中国原子能科学之父”、“中国两弹之父”，中国原子能事业的主要奠基人——钱三强。 她是中国实验物理学家、中国物理学家、中国科学院院士。19xx年毕业于清华大学物理系。19xx年至19xx年在德国柏林高等工业大学研究弹道学，首次提出测量子弹飞行速度的新方法，获博士学位。19xx年回国。建国后，历任中国科学院原子能研究所、高能物理研究所研究员、副所长，中科院数学物理学部委员。四十年代在德国海德堡皇家学院核物理研究所研究正电子和负电子的碰撞现象，发现了正负电子能量几乎全部交换的弹性碰撞现象。在法国法兰西学院原子核化学实验室工作时，与钱三强等人合作发现了铀的三分裂并首先发现了铀的四分裂现象。她叫何泽慧。

强三强和何泽慧是我国著名的物理学家夫妇，为我国的原子能科学事业的发展呕心沥血，为培养中国原子能科技队伍立下了不朽的功勋。他们的事迹值得我们敬仰和追忆。现摘抄故事三则：

25个法文单词结下美好姻缘

19xx年，两人在清华大学毕业了。何泽慧选择了赴德国柏林高等工业大学技术物理系深造。钱三强则争取到了赴法国居里实验室攻读镭学的机会。这一对情投意合的恋人，不得不各奔东西。

异国他乡，钱三强常拿起那张毕业照片，面对微笑的何泽慧，可望而不可及，距离茫远却又感到亲切。他默默地问自己：难道失去了的一切，再也找不回来吗？ 梦境一般的事情发生了。19xx年初春的一天，钱三强突然接到一封何泽慧来自德国的信函。她在柏林高等工业大学获博士学位以后，就职于海德堡物理研究所专攻原子核物理，与钱三强是同行。 远离祖国的何泽慧早已厌倦了德国，她设法与心爱的人取得通信联系。于是，她首先给钱三强发出了那封短信。起初，何泽慧只是称委托他代写信问候她远在苏州的双亲。信里饱含着对钱三强强烈的思念和信任。

钱三强很快给何泽慧的父亲写了一封信。焦急万分的老人马上回了信，表示感谢，报告了家中的平安。当钱三强把这封家书转给何泽慧时，她激动得热泪盈眶，并给钱三强写了一封热情洋溢的感谢信。就这样，书来信往让沉睡了多年的爱情开始萌芽。

19xx年初春季节，年满32岁的钱三强发出了平生第一封求爱信：经通信，我向你提出结婚的要求。如能同意，我将等你一同回国。这大概是知识分子中最简短的求爱信了。不久，钱三强收到了回信：感谢你的爱情。我将对你永远忠诚。等我们见面之后一同回国。同样是短短的二十五个字，使钱三强如获甘霖。

19xx年春天，何泽慧只身提了一个箱子，来到巴黎。

4月8日晚，星期一。巴黎东方饭店。钱三强与何泽慧在中国驻法领事馆办理了婚姻登记，将在这里举行婚礼。应邀参加婚礼的中外朋友三十多人。最给婚宴增辉的是约里奥·居里夫妇双双出席。

"东方女神"与《拉贝日记》

何泽慧是第一位阅读《拉贝日记》的中国人。她说，《拉贝日记》告诉世人，落后贫穷的民族便会挨打??一个民族必须自立自强，只有自己强大，才能免遭侵略者的奴役和压迫。 当何泽慧在德国取得博士学位后，第二次世界大战爆发，欧洲通向亚洲的船只全部停运，何泽慧不得已在德国滞留下来。

何泽慧的姐姐何贻珍在德国求学期间的导师，是世界著名的光谱学家F·巴兴教授。巴兴教授是个善良的老人，他在第一次世界大战中被俄军俘虏，在俄军集中营中度过了他的青春年华。当他从俄国集中营获救后，带回了一位俄罗斯籍的善良妻子。

何泽慧的姐姐何贻珍在战争最残酷的年代，把何泽慧寄托在这个善良的家庭。

巴兴夫妇非常同情何泽慧这个在战时无家可归的年轻姑娘。巴兴说："一位哲人曾说过，同情是人与兽区别的开端，是人类全部道德的基础。倘若没有同情，人就不能称之为人。没有同情心的人，就不是善良的人。善良是区别好人与坏人的最初界限，也是最后的界限。" 就这样，巴兴夫妇与何泽慧在异国他乡结为忘年之交。

19xx年，巴兴老人将何泽慧介绍到西门子公司弱电流实验室参加磁性材料研究。 当年，德国西门子公司的电气和精密机械仪器产品质量很高，在全世界享有盛誉。西门子的产品也与军事密切相关。在西门子公司员工的心目中，何泽慧气质高雅，脸庞俊秀，一双炯炯有神的大眼睛总是笑眯眯的。人们称她为"东方女神"。

因此，在西门子公司，无论是工人，还是工程师，都对何泽慧非常友好，从不设防。所有车间都对她开放。为此，她结识了西门子公司驻中国的总代理约翰·拉贝先生。 拉贝先生于1882年出生于德国汉堡。19xx年来到中国，在中国生活了三十多年，他的女儿生于北京，外孙女于19xx年生于沈阳。而这两个城市都是最早遭受日寇侵略的地方。拉贝先生作为日寇侵华的见证人，他憎恨日本侵略者，对于本世纪二三十年代，在内忧外患中备受磨难的中国人民，有着深切的同情感。

19xx年日军进攻南京前夕，拉贝先生和十几位外国传教士、教授、医生、商人等共同发起建立了南京安全区。拉贝先生担任安全区国际委员会主席。拉贝先生和一些国际友人在当年极其危险艰难的战争环境中，四处奔走呼号，奋不顾身地向日军提出抗议，并尽其所能地阻止侵华日军对中国人民疯狂施暴。他们设立的南京安全区为大约二十五万中国平民提供了暂时栖身避难的场所。在他自己的住宅和小花园里，也挤进了六百多名中国难民，并受到保护。

拉贝先生作为南京大屠杀的目击者，在他的日记和其他文字中记述了侵华日军在南京犯下的一桩桩令人发指的暴行。他于19xx年4月回到德国后，连续举行报告会，记者招待会，向德国当局呈送书面报告，怀着义愤的心情对日军在南京惨无人道的屠杀罪行作出了全面揭露。

当年，何泽慧是拉贝先生回到西门子公司后所见到的第一位中国人。所以，他怀着友好的心情将何泽慧请到他家做客，把他几本日记和照片本拿给何泽慧看，他向她讲述他所目睹的南京大屠杀的惨状，诅咒日军灭绝人性的奸淫屠杀??他说道：

"12月13日谷寿夫亲自率领大部队进城，与中岛、松木所率师团一起，对南京各市区展开了更大规模的屠杀，南京市中华门外的花神庙、宝塔桥、石观音、下关、草鞋峡等处，到处是日军奸淫烧杀的重灾区，其惨状，目不忍睹。"说到这里，拉贝哽咽了，但他还是操着一口流利的汉语继续说下去：

"日本军人手持机关枪扫射，从12月12日直至12月21日，连续十天的大屠杀，他们一面屠杀，一面用汽油喷洒尸体，以图焚尸灭迹。那些被浇上油的尸体烧得面目皆非。那些未被燃烧的尸体，有的头颅被完全砍断，只见颈椎处白骨森森。还有无数被活活摔死的婴儿??最惨烈处，被屠杀的尸体达十九万余人。仅被慈善机构收埋的尸体便有十五万余具。人们估算被害总数达三十万人以上。尸横遍地，惨绝人寰。更为甚者，他们强奸中国妇女，割开妇女的生殖器，塞进瓶子和竹签??"

说到这里，拉贝泪如雨下，他语塞了，他的谈话再也无法继续下去了。

何泽慧手捧着那厚达两千四百多页的《拉贝日记》及其收藏的八十多张黑白照片复印本，痛哭失声，浑身颤抖。她手中捧着的日记和照片也几乎脱落了，那惨不忍睹的悲剧，深深地刺痛了这个刚强的苏州姑娘。

拉贝的照片分为两组，一组为美国牧师约翰·马骥所拍，共五十八张；另一组为德国工程师克鲁茨所拍，共二十二张。对这八十张照片，两位摄影师均一一配了文字说明，客观公正地记录了日军在南京犯下的那些惨无人道的暴行。拉贝在照片本的扉页上这样写道： 下面展示的这些照片所说的只是19xx年12月12日日军占领南京后所发生的无数事件的极小部分??拍摄这些照片的目的，并非是要去煽动人们对日本进行报复，而只是希望让所有的人，包括日本人，对这场战争的可怕后果有所了解，并敦请他们应利用一切法律手段终止这场由日本军队挑起的战争。

不久，拉贝先生受到德国盖世太保的审讯和警告。于是，拉贝先生只好暗暗地邀请何泽慧协助他整理他的日记和有关资料。拉贝先生的心愿是，一定要将这些历史事实留给后人，特别是要将这些历史事实留给中国人民。

于是，何泽慧挺身而出，抽出了她全部的业余时间，协助拉贝先生整理日记和有关资料。自然，何泽慧的义举也博得了巴兴教授夫妇的支持和掩护。

拉贝在第一页日记中这样写道：

12月12日

我原来以为日本人可以平静地接管城市，但这种想法没有得到证实。……

下午6时30分，紫金山上的火炮在不停地轰击着，山的周围都处在电闪雷鸣之中。整座山骤然间置身火海，不知哪里的房子和弹药库被点着了。（这是一个古老的有关南京陷落的象征。有句民谚说："紫金山焚则金陵灭。"）可以看见中国平民从南面逃过来，他们沿着安全区的街道奔向他们的容身之处。当然有一点是不容怀疑的，日本人已经兵临城下，总攻即将开始……

晚8时，全剧的最后一幕开始了--猛烈的炮击！火光映红了整个南面的天空。院子内的难民一直挤到了防空洞的边上。有人在用力地拍打着两扇院门，妇女和儿童哀求我们放他们进来。一些大胆的男人从德国学校后面翻过院墙，想进入我的院内寻求保护。这种苦苦哀求我实在听不下去，于是我把两扇大门全打开，把想进来的人全放了进来。防空洞里已经没有地方，我便将人们安置在房子之间以及房屋的旮旯里。大部分人带来了自己的被褥，在露天席地而卧。一些机灵鬼把他们的床安置在水平悬挂的德国国旗下面，德国国旗是为防日本轰炸而备的，这个地方被看做是"防弹地带"！炮弹和炸弹在不停地呼啸着，越来越密集，越来越接近。南面的整个地平线变成了火的海洋，到处是山崩地裂的声响。我戴上钢盔，给我的中国助手、好心的韩先生也戴上了一顶，因为我们两个人是不进防空洞的，再说那里面也已经没有地方了。我像只猎犬一样在院子里跑来跑去，在人群之间穿梭，在这儿训斥两句，在那儿安抚一下，最后大家都乖乖地听我的话了。

……

12月15日

我刚刚听说，又有数百名已经解除武装的中国士兵被拖出安全区枪毙了。通往下关的中

山北路上横尸遍地。招江门被炮火打得千疮百孔，城门前到处是成堆的尸体。日本人不愿意动手清理，而且还禁止我们组织所属的红十字会进行清理。我们欧洲人简直被惊呆了！到处都是处决的场所，有一部分人是在军政部对面的简易棚屋前被机关枪射杀的。…… 我所居住的这个巷子被列为安全区，但是，这个巷子的下水道里3天来也已经塞满了好多具尸体。见此状况，人们不禁恶心地浑身颤抖。在院子里，许多妇女和儿童瞪着惊慌失措的双眼沉默地相互依偎在一起，一半是为了相互取暖，一半为是了相互壮胆。他们大家的希望是，我这个"洋鬼子"能驱赶走凶神恶煞！！

……

12月18日

广州路83号和85号（属于安全区）那里一共挤有约五百四十名难民。从12月13日到12月17日，这里的房子每天要遭到三五成群的日本士兵的抢劫和骚扰好几次。今天，也就是12月18日，那里遭到了前所未有的掠夺。年轻妇女每天晚上都被卡车拉走强奸，几十名妇女和姑娘遭到蹂躏致死。妇女、儿童的哭喊声彻夜不停。这几栋房子的惨状已经无法用语言描述。

……

何泽慧整理着《拉贝日记》，眼前出现一幕又一幕惨无人道的日本暴行。这一切，深深地刺痛着何泽慧，她流出的泪水，擦湿了毛巾。她想到，自己身在德国，可是，她的祖国同胞，她的江苏父老，却遭到日寇如此残酷的蹂躏。

她哭泣着对拉贝先生说：

"拉贝先生，您的日记告诉世人，落后贫穷的民族便会挨打??一个民族必须自立自强，

只有自己强大，才能免遭侵略者的奴役和压迫。"拉贝先生同样眼含热泪赞同地点点头。 何泽慧向拉贝先生提出一个建议--这些日记应该通过媒体公开发表，使之大白于天下。 拉贝先生接受了何泽慧的建议，他将自己的日记送给柏林一家报纸连载。但是，柏林这家报纸公开连载《拉贝日记》只持续了一周，报纸便被德国盖世太保查封了。并且，对拉贝先生和那家报纸的老板兴师问罪达数月之久。由于西门子公司的多方奔走，百般营救，拉贝先生才幸免于难。

一千个日日夜夜

钱三强与何泽慧经过一千个日日夜夜的共同努力，终于打破了关于铀核"二分裂"的结论，发现并证明了铀核关于"三分裂"、"四分裂"的现象。

这对科学家夫妇，半个多世纪以前的这一新的发现，对于半个多世纪以后的核工业技术都具有重大意义。为此，他二人被西方媒体称之为"中国的居里夫妇"。

从英国剑桥大学返回法国巴黎居里实验室之后，钱三强与爱妻何泽慧，很快展开了全面的分析、实验和研究。这对年轻博士夫妇的大胆设想，也得到约里奥·居里夫妇的支持和帮助。

这对年轻夫妇，相互轮换，相互切磋着在实验室几乎度过了一千个不眠之夜。经过了数万次的实验、观察和分析。他们终于又观察到了在英国剑桥核物理实验室曾经见到过的那种核裂变现象，也就是他们终于观察到了那根垂直的细线。他们欣悦异常。

然而，他们很快又平静下来，因为他们懂得，仅仅观察到一次是不够的。此后，又经过数万次的实验、观察乃至记录，几千次的研究分析，他们发现，在铀核的每三千个裂变反应中，就会出现一次这种新形式的裂变现象。也就是说，铀核裂变不仅可以一分为二，而且可以一分为三。

"这第三个是裂变以后的第二次放射呢？还是三分裂呢？"何泽慧与钱三强苦苦地思索着。

这一双驰骋在原子世界的物理学家夫妇，经过反复实验、观测、分析，他们终于得出一

个相同的结论--这是铀核的"三分裂"。

他们把实验结果报告给了约里奥·居里夫妇。

居里夫妇听了报告以后，连声称赞这是一个重大的科学发现，居里夫妇热情地鼓励说："钱、慧，快一些把实验结果整理发表吧！"

铀核裂变的"三分裂"、"四分裂"现象公布以后，在法国科学界引起强烈反响。许多核物理科学家认为，这一伟大发现，将会把人类对核裂变的认识又向前推进一步。

但是，在英国却出现了不同的反应。英国一位叫费瑟的物理学者发表文章，他认为从核裂变照片中看到的那个第三个垂直线，不是从铀核裂变中出现的。而是原子核将要破裂前，或破裂后，放射出的a粒子，根本不存在什么"三分裂"。

"难道我们的实验成果真的有问题吗？"钱三强夫妇再一次投入到新的探索中。

一天，他们迎着暮秋的凉风，坐在塞纳河边的梧桐树下，抬头眺望那乌黑的艾菲尔铁塔，它像一把巨大的利剑，直刺云天。钱三强感慨地说：

"这座高达320米的铁塔，是世界上最高的宝塔。据说，当年奠基和建造时，也遭到不少人吵吵嚷嚷的反对，反对艾菲尔工程师使用铆钉将钢架焊接在一起，因为它不像欧洲其他古典建筑那样，用石块堆砌，用雕塑装饰。所以，当这秀丽迷人的建筑物诞生时，曾遭到许多人的恶意讽刺。但是，艾菲尔却力排众议，在短短两年之内，使这座轻盈优美的高大建筑物牢固地耸立云端。"应该承认，艾菲尔这位建筑师是一位善于另辟蹊径的天才，是一位敢于创新的英雄。"何泽慧会意地点点头，说："同样，我们作为核物理研究者，在科学研究中的某一阶段遭到非议，也是情理之中的事情啊！"

说着说着，两人的话题又不觉转移到核物理的研究上来。钱三强说："几个世纪来，原子曾经被认为是世界上最小的物质，是不可分的。经过几代科学家的科学研究和试验，一直没有人在这方面有所突破。

"1897年，英国物理学家汤姆探求晶体对电子的衍射，并运用电子衍射性能摄影机拍下许多固体和液体的照片。通过这些照片，确定了那些固体和液体原子的排列情况，从而发现了电子。而后，原子核、中子、质子这些原子家族的成员才相继被科学家发现。"

何泽慧若有所悟地说道："三强，我明白你的意思，前人的成功都是付出了艰苦努力才取得的，我们也要努力才对！我相信我们的前方会是一片光明！"

于是，他们又迅速投入到千万次的实验中去。

钱三强把研究小组的成员召集起来，认真地对大量可靠的实验资料重新进行细致的分析、讨论、计算。他们仔细地寻找质量、动能和角度的关系，终于为三分裂现象找到了充足的依据，尤其是抓住了第三个碎片垂直于其他两个碎片方向相反的关键所在，提出了三分裂的机制理论。

19xx年12月初，钱三强在约里奥·居里夫妇的支持下，向世人公布了关于"三分裂"的研究成果。同年12月底，钱三强与夫人何泽慧一起，又向世人公布了第一次观测到的"四分裂"现象。

铀核裂变的"三分裂"现象公布以后，在法国科学界引起强烈反响。一些科学家认为，这一发现，把人类对核裂变的认识又向前推进了一步。

19xx年3月，钱三强撰写的《论铀的三分裂机制》的科学论文在法国科学院的院报上发表了。丰富的实验数据，缜密的科学揭示，征服了众多西方核科学家。

许多西方科学家撰写文章，称赞由于两位青年学者的艰苦实验和科学论证，从而改写了核科学史上关于核裂变的理论。

不久，西方各国报刊相继刊登了钱氏夫妇关于铀核"三分裂"、"四分裂"的伟大发现。 各国新闻记者纷至沓来，他们称钱三强和何泽慧为"中国的居里夫妇"。

法国一家报纸以大字标题，刊出了一则报道：

中国的"居里夫妇"，发现原子核新分裂法，为原子研究开辟新天地，物理学大师均誉不绝口。这对来自中国的青年夫妇是核物理学家钱三强与何泽慧。

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"三部分裂"时，较之"二部分裂"铀核产生的能量略大。这对于未来的原子能研究及实际应用，可发生影响。而后，何氏又发现铀核"四部分裂"现象。钱氏夫妇之成绩，实为原子核物理开一新途径。

钱氏夫妇遵照将科研成果宜公诸世人之原则，不愿保守秘密，于19xx年12月中旬将其公布，以期推动物理学界之新进展。

物理大师若利欧亲临其实验室参观，甚加赞扬。若利欧教授数次公开演讲，称此重要之发现为实验室中"人工放射"及铀核"二部分裂"之发现后最重要的科学发现??

钱三强与何泽慧，这两位来自中国的年轻博士，很快成为法国乃至世界的科技名人。当年，西方科技界提及钱氏夫妇无不称道。当人们得知这两位年轻博士来自古老的东方时，无不惊讶，无不心悦诚服。钱三强和何泽慧就这样在异地他邦为正陷于苦难之中的祖国赢得了荣誉。