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国家最高科技奖得主赵忠贤科研长跑40年:“热爱它,热爱它,就是热爱它”

2017年01月09日 11:37 来源于 财新网
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在百余年超导研究史中,出现过两次高温超导重大突破,赵忠贤及其合作者都取得了重要成果:即独立发现液氮温区高温超导体和发现系列50K以上铁基高温超导体并创造55K纪录
资料图:物理学家赵忠贤 图自视觉中国

  撰文 | 程莉(《知识分子》编辑)

  2017年1月9日,物理学家赵忠贤与屠呦呦一起荣获2016年度国家最高科学技术奖。这是一位名副其实的科研长跑选手,他为高温超导研究在中国扎根并跻身国际前列作出了重要贡献。

  赵忠贤1941年出生,1964年从中国科学技术大学毕业后到中国科学院物理研究所工作至今,1991年当选中国科学院院士。五十多年来,除参加国防任务的几年外,他一直从事超导研究,是我国高温超导研究主要的倡导者、推动者和践行者。

  超导临界温度很低,极其影响超导体的广泛应用。寻找液氮温区的高温超导体,甚至室温超导体,是科学家长期的梦想。公开的2016年度国家最高科学技术奖项目展示中,对赵忠贤的主要贡献描述是:

  在百余年超导研究史中,出现过两次高温超导重大突破,赵忠贤及其合作者都取得了重要成果:即独立发现液氮温区高温超导体和发现系列50K以上铁基高温超导体并创造55K纪录。

  上个世纪70年代,赵忠贤等一批年轻学生和学者被派往国外学习, 接触到了世界超导研究最前沿。1986年,科学家柏诺兹与缪勒对铜氧化物超导电性的发现引起了赵忠贤的注意。因多年坚持”结构不稳定性可以导致高临界温度”,他成为世界上最早认识到“在Ba-Cu-O中存在可能高达35K超导性”(后获诺贝尔奖)重要意义的少数几位科学家之一。1987年2月,赵忠贤及合作者独立发现液氮温区高温超导体,并在国际上首次公布其元素组成为Ba-Y-Cu-O,大大推动了全球高温超导的研究进程。1987年赵忠贤获得第三世界科学院TWAS物理奖,这是中国科学家首次获此奖项。同年,赵忠贤作为五位特邀报告人之一,参加了美国物理学会三月会议,标志着中国物理学家走上了世界高温超导研究的舞台。1989年因“液氮温区氧化物超导电性的发现”,赵忠贤等人获国家自然科学奖集体一等奖(排名第一)。

  长期的坚持和积累,赵忠贤在探索新的高温超导体方面逐渐发展了一种新的思路,即“在具有多种相互作用的四方层状结构的系统中会有高温超导电性”。2008年日本一小组报道了LaFeAsO有26K的超导电性,赵忠贤认识到这一类铁砷化合物(后来被称作“铁基超导体”)很可能是新的高温超导体。基于LaFeAs(O,F)压力效应研究,赵忠贤提出轻稀土元素替代和高温高压的合成方案,带领团队率先将铁基超导体的临界温度从26K提高到52K,显著超过了40K的麦克米兰极限。很快又合成了绝大多数50K以上的系列铁基超导体,创造了大块铁基超导体55K最高临界温度记录,为确认铁基超导体为第二个高温超导家族提供了重要依据,实现了高温超导研究领域的第二次突破。这是赵忠贤的第二个主要贡献。

  2013年,赵忠贤因“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”荣获国家自然科学奖一等奖。2014年,赵忠贤获得2014年度何梁何利科学与技术成就奖。2015年获得国际超导领域重要奖项Matthias奖。

  赵忠贤坚持高温超导研究40年,同时注重培养人才,积极为年轻人营造良好环境。他曾说:“虽然超导研究的两次热潮我都赶上了,而且也都做出了成绩,但仔细分析我也错过了好多机会。我希望将自己的这些经验教训分享给年轻科研工作者,让他们能少走些弯路,取得更大的成绩。”

  参考文献:

  1、邵红宇, 任晓明. 在基础研究的道路上默默长跑http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2014-10/31/content_282183.htm?div=-1

  2、吴月辉. 超导专家、中科院院士赵忠贤 四十年专注一件事http://society.people.com.cn/n/2014/0812/c1008-25446362.html

  3、姜天海. 赵忠贤:两获“头奖”的超导院士http://h.wokeji.com/kjrw/kjzmr/201503/t20150310_990302.shtml 

责任编辑:张进 | 版面编辑:王永
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