吴全德的主要成就

创造“吴氏理论”在光电阴极方面，他进行了较深入的理论和实验研究，尤其是对银氧铯（Ag-O-Cs）光电阴极的结构和光电子发射机理的研究取得了重要成果。Ag-O-Cs光阴极（也称S—1阴极）是最早（1929）发明的实用光电阴极，世界上第一只电视摄像管和第一只红外变像管就是利用这种阴极制成的。它具有较高的近红外灵敏度和复杂的光谱响应特性，至今在红外光电转换和探测仪器中仍被广泛应用。在激光出现以后，它的优越的超短脉冲检测特性和多光子效应受到光电专家的重视，但它的发射机理长期没有被认识清楚，近半个世纪以来，多数人认为这个阴极是半导体结构，但用半导体模型解释该阴极特性时又遇到很多矛盾，有些学者认为S-1阴极的发射机理是一个谜。吴全德于1963年首先提出了这种光电阴极的固溶胶模型，指出了这种光电阴极的结构是金属银超微粒子埋藏于氧化铯半导体中，他从理论上讨论了基质中金属微粒的成核、生长条件，提出了离子晶体或共价晶体中固溶胶粒的形成和生长理论，并给出了金属微粒-半导体薄膜的能带结构和电子态分布，以此为基础讨论了Ag-O-Cs光电阴极的导电机理、光吸收、光电激发和光电子输运过程以及光电子发射的量子产额公式：Y（hv）=α∫∞Es-EFEE+（Ev-hv）E+（Ev-Ec）1/2expEm-EkTdE在这个领域，吴全德最先用这种模型、理论和公式定量地阐明了Ag-O-Cs光电阴极的结构和特性，并从理论上得出对长波光电发射有贡献的平均银超微粒的直径为3.1纳米。大量的科学实验证实了这个模型是合理的，这个理论较好地解释了实验结果。此理论被欧美等国外权威学者承认并称之为“吴氏理论”。在20世纪60年代后期，多碱光电阴极获得广泛应用，它是在可见光、近紫外和近红外范围有较高灵敏度的实用光电阴极，是高增益高分辨率像增器发展的基础，但对它的光电发射机理的讨论都采用单晶半导体模型。吴全德在1985年与合作者一起对“多碱效应”做出了实质性的解释，并提出多晶光电发射模型和对光谱响应有影响的两个参量，即晶粒间界处的位垒高度和光电子的界面损失率，从而对光谱响应的变化给出解释。原子团和超微粒子成核和生长理论的研究吴全德在光电阴极的研究方面取得突破性成果的同时扩展了他的研究范围，研究了在更普遍的情况下，原子团和超微粒子成核和生长的理论，给出了在介质或半导体中形成原子团和超微粒子的理论公式和物理条件。在这个理论指导下，可以有目的地控制制备金属超微粒子-半导体薄膜和金属超微粒子-绝缘体薄膜。这类薄膜具有独特的光学、电学、磁学和光电性质，它可以制成光和电磁波强吸收材料、光学双稳态材料、超短光脉冲检测薄膜、以及多种气体敏感薄膜。吴全德意识到薄膜技术在高科技各个领域的重要性，但对薄膜生长的基础（包括成核、生长、连续成膜和外延等）还没有完整的理论。因此他研究了在固体表面原子团形成的物理条件，讨论了薄膜形成的一般过程和稳定外延生长的条件，提出成核、生长和外延生长的互补性，给出了有关公式。这一理论工作在薄膜制备和固体器件加工及外延生长条件等方面是非常有意义的。在上述研究的基础上，吴全德与合作者以及他所指导的研究生进行了金属超微粒子的结构和特性的系统实验研究。人们在这个领域中研究较多的是在惰性气体中制备原子团和测试原子团的特性，而吴全德则已经比较深入地研究了埋藏在介质或半导体中的金属超微粒子薄膜的结构与特性，特别是它们的光电特性，从理论和实验上给出一系列的研究结果。这些成果表明了吴全德的研究工作有其独到的开创性和先进性。据2015年12月九三学社中央委员会网站信息显示，吴全德出版有《吴全德文集》和《薄膜物理》等书籍，发表150多篇学术文章；还出版了《艺术与科学的融合——纳米科技改变人类生产、生活、思维方式》一书。主要论文著作如下：

1、 吴全德，阴极的固溶胶理论，第一次全国电真空器件专业学术会议文集，1964：371～389.

2、 吴全德，用电子显微镜观察银氧铯光电阴极的银胶粒和银颗粒，物理学报，1979，28（4）：553～562.

3、 吴全德，银氧铯光电阴极的长波光谱响应和固溶小胶粒，物理学报，1979，28（5）：603～621.

4、 WuQuandeandLiuXiqing，ElectricConductionofMetallicAgParticlesCs2OSemiconductorThinFilms，JVacSciTechniol，1983，Al（3）：317～375.

5、 WuQuandeandLiuLibin，MultialkaliandPolycrystallinePropertiesofMultialkaliAntimonidePhotocathodes，AdvancesinElectronicsandElectronPhysics，1985，64B：373～383.

6、 WuQuande，XueZengquanetal，OpticalPropertiesofCs2OandAgCs2OThinFilms，JVacSciTechniol，1987，A5（4）：1960～1964.

7、 吴全德、薛增泉，金属微粒—半导体薄膜中小胶粒的光吸收与散射，物理学报，1987，36（2）：183～190.

8、 WuQuande，FormationandGrowthofClustersandUltrafineParticlesonSolidSurfaces，JDePhysique，1987，48（6）：531～536.

9、 WuQuande，NucleationandGrowthofUltrafineParticlesandConditionofEpitaxy，ChinesePhysLett，1988，5（4）：173～176.

10、 吴全德、薛增泉、刘惟敏，超微粒子—半导体薄膜的结构和特性，物理，1989，18（7）：407～408.1

1、 WuQuande，NucleationandGrowthofVaporPhaseDepositiononSolidSurfaces，Vacuum，1990，41（4，6）：1431～1433.1

2、 吴全德，离子晶体中固溶胶的形成和生长以及施主原子浓度（Ⅰ），（Ⅱ），物理学报，1996，22（1）：1～28.据2015年12月中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息显示，吴全德院士在1999年至2000年共培养出3名硕士研究生、3名博士研究生。研究生培养情况　　论文题名作者指导老师学位TCNQ类薄膜生长图形的理论分析与计算机模拟曾燕吴全德硕士氧化物阴极在激光作用下电子发射的实验和理论研究张耿民吴全德博士用于超高密度信息存储的有机功能薄膜的一些研究高鸿钧吴全德博士超微粒子光电池的可行性与方案研究黄珏华吴全德博士基底上沉积金属超微粒子薄膜的透射电镜和扫描隧道显微镜研究王东生吴全德硕士金属超微粒-半导体薄膜的光电发射时间响应特性的研究郭翎健吴全德硕士参考资料：