黄昆（1919年9月2日 - 2005年7月6日），男，汉族，出生于中国北京，祖籍浙江嘉兴，中国共产党党员，物理学家、物理教育家，“极化激元”概念的最早阐述者，中国固体物理和半导体物理学科的开创者之一，国家最高科学技术奖得主，中国科学院学部委员，瑞典皇家科学院外籍院士，发展中国家科学院院士，生前是中国科学院半导体研究所名誉所长。

黄昆于1936年从潞河中学毕业，报考清华大学和北洋工学院均未被录取；1937年通过潞河中学向燕京大学的保送考试进入燕京大学学习；1941年从燕京大学毕业，经葛庭燧推荐到国立西南联合大学物理系任助教；1942年考取国立西南联合大学理论物理研究生；1944年获得硕士学位，离校后在昆明天文台任助理研究员，8月被录取为“庚子赔款”公费留英学生；1945年10月赴英国布里斯托大学留学；1947年5月到英国爱丁堡大学物理系马克斯·玻恩实验室作短期访问；1948年1月获布里斯托大学哲学博士学位，随后被聘为英国利物浦大学理论物理系为期三年的博士后研究员；1951年回到中国担任北京大学物理系任教授；1955年当选为中国科学院学部委员（院士）；1959年加入中国共产党；1977年出任中国科学院半导体研究所所长；1980年当选为瑞典皇家科学院外籍院士；1983年任中国科学院半导体研究所名誉所长；1985年当选为第三世界科学院院士；2005年7月6日因肺部感染去世，享年86岁。 

黄昆毕生致力于凝聚态物理科学的研究和教育。 

科研成就

1947年，黄昆系统推导了固溶体中溶质原子尺寸差异引起的X射线衍射效应，包括一级效应（衍射点随成分移动）和二级效应（布拉格衍射强度减弱，邻近衍射斑点漫散射）。这种漫散射在20世纪60年代得到实验证实，被称为“黄漫散射”，可用于测量溶质原子周围位移场分布。

1948年，黄昆从理论分析了同价合金固溶体电子结构问题，阐明电子气屏蔽效应导致电荷再分布，解释了溶质原子散射截面大的原因，对后来合金电子理论发展有启发作用。

1949年—1951年，黄昆提出离子性晶体光学振动的唯象模型，引入动力学方程描述光学位移、极化和电场之间的关系。该运动方程被推广应用于各类晶体，被称为称为“黄方程”。他进一步求解方程，得到光波和光学振动的耦合振动模，预言了新的色散规律，后被拉曼散射实验证实，被命名为“极化激元”。黄昆率先提出的耦合模概念在多个物理领域得到广泛应用。

1950年，黄昆与李爱扶合作，在论文《F心的光吸收和无辐射跃迁的理论》中首次提出晶体中电子多声子跃迁的完整理论。他们引入晶格振动的正则坐标展开，得到电子跃迁伴随发射或吸收多个声子的物理图像，从而解释了复杂的光谱和无辐射跃迁现象。与苏联学者佩卡尔的理论并称“黄—佩卡尔理论”或“黄—里斯理论”。

1979年起，黄昆针对国际上多声子无辐射跃迁理论的疑难，重新分析了多声子无辐射跃迁理论。他发现之前理论中存在不自洽问题，通过采用更准确的一级能量本征值修正了绝热近似波函数，提出的“统一理论”统一了“非康登近似”和“静态耦合”两种理论，澄清了长期存在的理论矛盾。在连续三届国际半导体物理会议上受到关注。

1980年代以来，黄昆开展了半导体超晶格的研究，他与合作者建立了计算超晶格电子结构的理论方法，研究了量子阱激子态、电磁场下超晶格能带、一维量子结构等问题，阐明了量子阱激子跃迁选择定则。1985年，他与朱邦芬提出超晶格光学振动的微观模型“黄—朱模型”，揭示了界面模与类体模的内在联系，纠正了连续介电模型的错误认识，建立了超晶格光学振动理论，又在此基础上提出了多量子阱和超晶格光学声子拉曼散射微观理论。

科研详述

黄散射—杂质或缺陷引起的漫散射

X射线人射到材料，会被周期排列的原子的电子所散射，并在一定的反射角出现非常尖锐的衍射峰。然而，实际材料往往偏离严格的周期排列，可能原因之一是由于材料中存在杂质或缺陷，这种由杂质或缺陷引起的又光漫散射的机制是由黄昆在1947年首先提出来的，现在文献中被称为“黄漫散射”（英文缩写HDS）或简称黄散射。

黄昆估算了不同的杂质原子导致的长程晶格畸变对X射线衍射的影响，推导了这种点缺陷长程弹性位移场在衍射峰附近产生的漫散射强度公式，从而开创了X射线研究中的一个新的分支领域。

由于观察黄散射要求很高的实验条件，直到1967年，汉斯·佩斯尔（Hans Peisl）等在研究γ射线辐照氟化锂晶体X射线散射实验时，才观察到了黄漫散射。此后中国之外的科学家在一系列其他材料中也都观察到了黄散射，从而国际学术界确认了黄散射。1972年德国物理学家证明，利用黄散射强度分布，可以倒推出点缺陷的结构（种类、对称性、大小），从而使黄散射发展为一种能直接研究晶体中微观缺陷的强有力手段。

多声子跃迁理论的创始人

1950年，所罗门·佩卡尔（Solomon Pekar，俄文：Соломон Ісакович Пекар）、黄昆和阿弗里尔·里斯（Avril Rhys，中文名：李爱扶）分别独立地提出了多声子跃迁理论，即，由于电子初态与末态对应不同的晶格平衡位置，初态与末态的振动波函数之间不存在严格的正交关系，电子跃迁过程中振动量子数（声子数）可以任意改变而跃迁多声子过程。佩卡尔只涉及光跃迁多声子过程，且文章发表在俄文杂志上。黄昆与里斯在文章“F中心光吸收与无辐射跃迁理论”中同时建立了光跃迁和无辐射跃迁多声子理论，发表后立即引起国际学术界的重视，因而人们常称多声子跃迁理论为黄—里斯理论。

由于晶格弛豫，原先一条谱线变成一系列的多声子峰。在低温下，多声子谱线强度呈泊松分布。1959年约翰·约瑟夫·霍普菲尔德（John Joseph Hopfield）首先在Cds的带边发射中证实了多声子结构。

1979年，黄昆发现用于无辐射跃迁理论的康登近似实质上是把跃迁计算中的一阶微扰与包含高阶微扰的晶格弛豫混合并用；并且证明，一旦消除了这种不自治性，绝热近似与静态耦合在一级近似下是等价的。这样就得到一个统的理论，从而澄清了30年来围绕无辐射跃迁理论发展而出现的混乱，也给比较简单的静态耦合计算提供了理论上的依据。

1980年以来，黄昆与顾宗权合作提出了多声子跃迁理论中的多频声子模型，该模型表明在光跃迁过程与无辐射跃迁过程中所参与的声子可以具有非常不同的频率，从而解决了多声子光谱实验解释的疑难点。作为多声子跃迁理论的开创者，黄昆与里斯合著的文章是人们广泛引用的经典文献。黄昆在1980年建立的统一绝热近似与静态耦合的理论，一发表即引起广泛重视，并被布莱恩·里德利（Brian Ridley）编入教科书。

声子极化激元及黄方程

1950年，黄昆提出了一对唯象方程，以描述极性晶体的长波光学振动。黄昆把宏观电场作为一个新的变量，用来描述离子光学振动所受库仑作用，而宏观电场与离子光学位移又共同对电极化有贡献。这就是以后被广泛引用的“黄方程”它确立了光学位移w（正比于正负离子位移差），宏观电场E与电极化P三者之间的关系。黄方程的物理意义十分明确，作为宏观关系是严格的，它简洁而有效地解决了极性晶体光学振动的问题。

作为应用黄方程的一个尝试，黄昆将其用于研究电磁作用的“推迟效应”（即库仑作用以有限速度[光速]传播）对长光学波的影响，黄昆发现电磁模（光子）与横光学声子模互相耦合形成新的模式。 

黄昆最先提出的光学声子，电磁波耦合模（声子极化激元），在实验上则由卡尔文·亨利（Calvin Henry）和约翰·约瑟夫·霍普菲尔德（John Joseph Hopfield）于1965年在GaP材料中首次观察到，由此引起人们极大兴趣。

1972年，在第一次关于极化激元的国际学术会议上，黄昆的研究成果得到会议高度评价。会议文集重新刊登黄昆1951年的论文“关于辐射场和离子晶体的相互作用”并誉为该领域的一个里程碑。

准二维系统光学声子的“黄—朱模型”

1987年初，黄昆设计了一个“偶极子超晶格”模型。据此，黄昆等指出，国际上沿用20余年的slab模是不对的。不但因割裂界面模与类体模之间的内在联系而导致对称性有误，而且光学声子类体模的光学位移及静电势在界面处均应为节点。在分析错误原因的基础上，利用微观计算的结果，黄昆等给出了准二维系统光学声子的解析表达式。黄昆等提出的“偶极子超晶格”模型及准二维系统光学声子的解析表达式在国际上被称为“黄-朱模型”，引起普遍重视。由此国际上开展了一系列的研究工作。黄昆等也在此基础上成功地提出国际上第一个超晶格光学声子拉曼散射微观理论，明确回答了为什么在体材料中电偶极跃迁禁戒的Frohlich散射在超晶格中是允许的原因。

黄昆和他的研究组还在超晶格电子态结构领域进行了富有成效的研究工作。黄昆等创造了一种用有限几个平面波展开计算超晶格空穴子带结构的方法，并将其用于量子阱中激子态，外电磁场下超晶格能带，一维及零维量子结构的研究，使中国在这个领域的研究大体上与中国国外平行。其中，对量子阱中四分量激子旋量态角动量的阐明，首次在国际上给出了正确的量子阱中激子光跃迁选择定则。

学术著作

1947年—1952年，黄昆与马克斯·玻恩合著《晶格动力学理论》（Dynamical Theory of Crystal Lattices），成为该领域的第一部权威专著和标准参考文献。黄昆对马克斯·玻恩的原书稿作了大量增补，以严谨的论述和清晰的物理图像对固体物理学的最基本领域进行了系统阐述，还以一系列创造性工作完善和发展了这门学科的理论。

原书英文版1954年由牛津大学出版社出版，1998年11月5日由牛津大学出版社再版；中文版于1989年11月1日由北京大学出版社出版，译者为葛惟锟、贾惟义，2011年6月由北京大学出版社再版。

从1975年至2001年3月，《晶格动力学理论》的英文版被引用5254次，俄文版被引用376次，平均每年200多次。