黄昆，著名理论物理学家，1919年生于北京，1941年毕业于燕京大学，1945年赴英国留学，1948年获英国布里斯托大学哲学博士学位，1948—1951年在英国利物浦大学理论物理系任博士后研究员，1951年回国，1951—1977年在北京大学物理系任教授，1977—1983年任中国科学院半导体研究所所长，自1983年至今，任名誉所长。黄昆先后被选为中国科学院学部委员（院士）（1955年），瑞典皇家科学院外籍院士（1980年），第三世界科学院院士（1985年）。1987—1991年曾任中国物理学会理事长。

    黄昆对固体物理学做出许多开拓性的贡献。他提出并系统发展了以晶格驰豫为基础的多声子辐射和无辐射跃迁的理论。他提出以他的名字著称的处理光学振动的唯象方程组，并据此导出声子和光子的耦合振动模，这是发现各种准粒子与光子耦合模的首例。黄昆对固溶体的理论研究预言了稀固溶体对X光的漫散射。他和M．Born合著的《晶格动力学理论》成为该学科领域的权威著作。近年来，黄昆和合作者对半导体超晶格的电子态和声子模开展了系统的富有成效的研究。黄昆对高等学校中普通物理、固体物理和半导体的教学也做出了十分重要的贡献。

一、晶体中电子的多声子跃迁的理论

    晶体中发生电子跃迁时，常常伴随发生晶格能量的改变，表现为晶体中电子跃迁的光吸收和光发射（统称光跃迁）具有复杂的与温度相关联的光谱，或电子的无辐射跃迁。这个问题对认识晶体的光学性质、光电性质以及晶体中激发出来的载流子的行为都具有基本的重要意义。1950年黄昆和A．Rhys共同署名的论文《F心的光吸收和无辐射跃迁的理论》首次对这个问题给出了完整的理论处理。他们把围绕F心的原子平衡位移位形用晶格振动的正则坐标展开，电子跃迁前后晶格原子平衡位移位形的变化（晶格弛豫）便表现为晶格振动能量的变化。因此便得到电子跃迁同时会发射或吸收一个或多个晶格振动量子-声子的物理图象。得到复杂光谱的物理解释和定量理论。国际物理学界公认这项工作的开拓性意义，并把这一理论称为黄一里斯理论（Huang－Rhys）。由这篇论文引人的标志晶格弛豫强度的参量被称为“黄一里斯参量”（Huang－Rhys factor），广泛应用于有关的文献中。

    他们在这篇论文中还发展了相应的多声子无辐射跃迁的理论。在这种跃迁过程中，电子态能量的变化完全由多声子的吸收或发射所补偿，完全不涉及光的吸收或发射。

二、离子性晶体中光学振动的唯象理论处理；光子-声子耦合振动模

    离子性晶体中，离子间的相互作用除近程力外，还有远程的库仑作用。其特点是，晶格的光学振动（不同离子间的相对振动）伴随产生电极化和宏观电场。黄昆在1949—1951年期间引人一个物理图象非常清晰、又便于与实验观测量直接联系的唯象模型来处理离子性晶体的光学振动问题。模型集中表现为一对把光学位移、宏观极化和宏观电场联系起来的唯象的动力学方程。方程中的系数都可以用实验可测量表示，所以这对方程就成为可以完全避开假设微观模型，能够既简洁又准确地处理光学振动的理论手段。

    黄昆用他的方程导出一个十分重要的具有普遍性的概念。

    首先，他对唯象方程和静电方程联合求解，就得到已为人们所熟悉的晶格振动，即纵偏振和横偏振的光学振动模。他又进一步把唯象方程与全部麦克斯韦方程组联合求解。他对所获全部解的分析表明，引人麦克斯韦方程组实际上就在原来的晶格振动模之外另引人了电磁波以及它们之间的耦合，所以得到的解代表光波和光学振动的耦合振动模。它们具有既不同于原来电磁波也不同于原来光学振动模的色散规律。60年代以来，由于激光技术的发展，人们已可能通过拉曼散射和其他光谱手段，直接证实黄昆所提出的议程耦合模的存在，测量出相应的色散规律。

    黄昆提出的耦合模概念并不限于晶格振动和光波相互作用这个领域。在50年代，人们先是在等离子物理领域，在等离子波与电磁波相互作用时发现了同样的概念。随后在处理晶体中激子问题时，又一次认识到激子-光子耦合模。后来在自旋波研究中，也得到类似的表述。国际上公认是黄昆首先提出这一适用范围十分广、十分基本的概念的。

三、晶格动力学的系统阐述——M．Born与黄昆的专著：《晶格动力学理论》

    晶体中原子会围绕其平衡位置作微小的振动，这是晶体中一种最基本的运动形式，对晶体的热学、电学、光学、力学性质都有重要的影响。A．Einstein是最早认识这种运动形式的重要性并作理论处理的。1910年后M．Born和 T．von Karman、P．Debye发展了格波的概念和处理这个问题的物理图象和理论方法。到40年代中叶，M．Born和他的许多合作者和学生，还有其他一些科学家，对晶格动力学已进行了一系列理论工作和实验工作，正如M．Born所说：“目前情况似乎需要一个新的全面总结”。M．Born在第二次世界大战以前便有这个计划，这时他提出“黄昆博士本人已在晶体理论方面发表了若干饶有兴味的论文，我建议他应当来完成这部书”，他说：“他接受了这个建议，并成功地完成了任务，不过本书已变得和我原来的计划很不相同了。黄昆博士坚信科学的主要目的在于社会应用，而我原来计划的抽象演绎的表述方式不太合他的口味，因此他增写了几章比较基本的引论……同时也重写了我原先的内容，在很多方面使之更普遍化，并增加了新的章节。因而，本书的最终形式和撰写应基本上归功于黄昆博士”。当然，也正如黄昆在增补的序言中所说：“固然我担任了全书的写作，并在解决一些主要问题上进行了工作，然而M．Born教授的工作仍旧在书中保持了主导作用……本书主要是以M．Born教授本人及他的学派几十年来在晶格理论方面的工作成果为基础的”。的确，黄昆在写这本专著时，不仅仅是把固体物理学中一个最基本的领域做了系统的整理，用严谨的体系和物理图象清晰的叙述总结了这个领域，而且还做了一系列创造性的工作，发展和完善了这个领域。

四、固溶体对X光的漫散射和固溶体的电子结构

    1947年黄昆发表了一篇理论文章，系统地推导了固溶体中溶质原子的尺寸差异所引起的X射线的衍射效应。结果表明除了一级效应表现出衍射点随成分移动外，还存在二级效应，表现为布拉格衍射积分强度减弱以及邻近衍射斑点的漫散射。这种漫散射在60年代得到实验证实，被称作黄漫散射（Huang diffuse scattering）。通过漫散射的测量可以得到溶质原子周围位移场的分布。

    黄昆还对同价合金固溶体的电子结构的理论做过一项很有启发性的工作。人们早就发现同价合金，例如金溶入银里的合金，溶质原子对合金剩余电阻的贡献表明它的散射截面相当大。黄昆在1948年发表的一篇文章中从理论上分析了这个问题。他阐明电子气对短程势的屏蔽引起电荷的再分布是这个现象的起因。黄昆的这项工作对随后深入发展的合金电子理论有先导的作用。

五、半导体超晶格的研究

    近20多年以来，随着半导体材料工艺技术的发展，人们已经能够把不同的半导体材料，按照预定的设计制成周期性的结构，这样就为半导体的发展开辟了一个崭新的领域——半导体量子阱和超晶格。黄昆看到这一新发展的重大意义，亲自带领作理论研究的同事积极开展研究工作。在他的影响和倡导下，在中国科学院半导体研究所成立了半导体超晶格国家重点实验室。实验室在光学性质的研究、输运现象的研究等方面做出了许多卓有成效的工作。黄昆和他的合作者夏建白、朱邦芬对超晶格的电子态、声子模、输运理论开展了系统深人的理论研究，取得多项有影响的成果。他们发展了一种能简单有效地计算超晶格电子结构的理论方法，使他们能广泛进行量子讲中激子态、外电磁场作用下的超晶格的能带、一维的量子结构等问题的研究，其中对量子阶中4分量激子旋量态再动量的阐明，首次在国际上给出正确的量子阱中激子光跃迁选择定则。

    近年来科学界对超晶格的光学振动模的认识有了突破性的进展，黄昆和朱邦芬在1988年发表的两篇论文在这方面做出了关键性的贡献。从超晶格最初形成的年代开始，人们对超晶格光学振动的理论认识都是基于适用于体材料的宏观的连续介电模型的。黄昆和朱邦芬的论文提出一个以点简谐振子模拟光学振动的微观模型来研究超晶格的光学振动。这个模型的特点是既避免了一般微观模型计算本身及其结果的繁杂性，又能够选择参数值与连续模型完全相容，使它们的计算结果可以定量地进行相互比较。黄一朱利用这样计算结果的比较，证明原来基于连续模型所指认的类体模是不正确的，突出表现在类体模在交界面上光学位移本应为零，而原由连续模型给出值为极大。另外，微观模型计算表明所谓界面模和类体模之间存在内在联系，界面模实际上是由最低一级类体模相互作用形成的。在连续模型中，两者是被割裂的，互不相干的。由于这个原因，基于连续模型对各级类体模所指认的奇偶对称性正好是颠倒的。这正是原来拉曼散射实验所发现的，曾使人们感到十分困惑的问题。

    黄一朱文章的发表曾引起一个时期的热烈研讨，现在可以认为文章的主要结论已经得到国际公认，他们采用的模型被称为黄一朱模型。

    黄昆不仅是一位有卓著成就的科学家，也是一位很有贡献的教育家。他对大学中的普通物理、半导体物理以及固体物理的课程设置和教学曾做出一系列的奠基性工作，为国家培养了一大批优秀的科技人才。