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赵忠贤:研究高温超导40年

 粉体人 2021-01-28

赵忠贤,1941.1.30出生于辽宁新民,中国高温超导研究奠基人之一。长期从事高温超导研究:研究氧化物超导体BPB系统及重费米子超导性,在Ba-La-Cu-O系统研究中,注意到杂质的影响,并参与发现了液氮温区超导体。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。

人物经历
  • 1964年,毕业于中国科技大学技术物理系。

  • 1973年12月,加入中国共产党。

  • 1974年2月至1975年9月,在英国剑桥大学等实验室进修。

  • 1976年,从事探索高临界温度超导体研究。

  • 1984年11月,赴美国依阿州立大学作访问学者。

  • 1986年3月,回国任中国科学院物理研究所副研究员、高温带超导联合研究组负责人之一。

  • 1987年,任中国科学院物理研究所研究员,并当选为第三世界科学院院士。与同事们一起独立发现液氮温区超导体。

  • 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。

  • 1988年获首届陈嘉庚物质科学奖。所在研究集体荣获1990年度国家自然科学一等奖。

  • 1989年,当选为国际陶瓷科学院院士。

  • 1991年后,任中国科学院院士,中国科学物理研究所超导实验室主任、所长。

  • 2004年,中国科学院成立学部咨询评议委员会,赵忠贤院士当选为首届主任。

  • 2013年获国家自然科学一等奖。

  • 2014年获何梁何利科技成就奖

  • 2015年6月,中国科学院物理研究所赵忠贤院士荣获2015年马蒂亚斯奖,这是中国大陆科学家首次获得该奖项。

  • 2017年1月,获2016年度国家最高科学技术奖。

  • 2017年12月21日,入选“2017年度中国留学人员50人榜单”。

科研成果

超导临界温度很低,这大大影响了超导体的广泛应用。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。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。

1986年,柏德诺兹和缪勒发表了“在Ba-La-Cu-O体系可能存在35K超导电性”的文章。赵忠贤是国际上最早认识到铜氧化合物超导体重要意义的少数科学家之一。他立即带领他的研究小组开始了这方面的进一步研究。为了揭开这类超导体的谜底,他们夜以继日地奋战在实验室中,反复推敲实验方案。“那个时候做起研究来,能整宿整宿不睡觉。”终于,赵忠贤带领中科院物理所团队在钇钡铜氧中发现了93k的超导转变,中科院数理学部宣布发现了液氮温区超导体,并在国际上首次公布其元素组成为Ba-Y-Cu-O。国际上很多实验室验证了中国的工作,推动了世界范围的高温超导研究热潮。这项成果也获得了国家自然科学一等奖。

超导研究难度极高,道路曲折漫长。正是因为经过了长期的实验积累和坚持,赵忠贤摸索出一条新思路,即存在多种合作现象的层状四方体系中,有可能实现高温超导。2008年日本一小组报道了LaFeAsO有26K的超导电性,赵忠贤敏锐地捕捉到这个信息,结合他的学术思路,认识到其中可能蕴含着新的突破。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,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最高临界温度纪录。

自1911年人类发现超导以来,在国际超导研究领域已有10人获得了5次诺贝尔奖。赵忠贤40余年来默默坚持做研究,如同一个手工匠人专注、冷静。“获得诺贝尔奖很好,但这不是我的目标”,这位古稀老人将手一摆,“高温超导的成果犹如一滴水,滴水成绢,汇聚到人类文明的长河之中。一代人做一代人的事。我愿做铺路石子,让年轻的朋友大展宏图。为实现中华民族伟大复兴的中国梦、为人类的文明进步做出新的贡献。”他说。赵忠贤像其他老一辈科研工作者一样,认准一件事,一干一辈子。“我觉得,我一辈子就做了一件事,但是并不枯燥,因为超导研究充满挑战与发现。能将个人的兴趣与生计结合起来,是最理想的选择,这有多快乐!”赵忠贤说。

对于中国超导研究的未来,赵忠贤充满信心。他说:“超导研究在中国深深地扎了根。假如有一天,超导研究又有新突破,一定还会有中国人的身影。相信在不远的未来,中国科学家会找到一种适合于广泛应用的超导体,为人类文明进步做出新贡献。”

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