铁基超导


对铁基超导研究做出了突出贡献的科研人员

 

得奖人:

王楠林 — 中国科学院物理研究所
任治安 — 中国科学院物理研究所
吴    刚 — 中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室
祝熙宇 — 中国科学院物理研究所
陈仙辉 — 中国科学技术大学物理系
陈根富 — 中国人民大学物理系
闻海虎 — 中国科学院物理研究所
赵忠贤 — 中国科学院物理研究所

奖金:人民币二百万元,其中四位科研组长每人三十万元,有重要贡献的课题组成员二十万元。

周光召介绍2009年度得奖人工作


各位领导、各位专家、各位同志:

       求是基金会今年决定颁发求是杰出科技集体成就奖,奖励在2008年对铁基超导研究作出重要贡献的四组共八位科学家,他们是:陈仙辉和吴刚、王楠林和陈根富、赵忠贤和任治安、闻海虎和祝熙宇。每组前一位是领导铁基超导研究做出主要贡献的研究组组长,后面一位是在铁基超导中作出重要贡献的组员。

 

       1911年,荷兰物理学家Heike Onnes发现金属汞在温度低于绝对温度4.2度(摄氏负269度)时,电阻开始消失,称之为超导现象。超导现象发现以来,由于产生超导物理机制的奇特,由于在能源的传输、贮存,在医疗(核磁)、加速器、高敏探测、交通(磁悬浮列车)等磁效应的巨大应用前景鼓舞下,超导一直受到科技界和工业界关注,鼓励物理学家探索新的产生超导的机制和向室温超导(临界温度超过绝对温度273度)进军。但是超导机制研究的难度很大,超导的发展并非一帆风顺。到1957年物理学家才明白了产生超导的一种机制,并从理论上说明依靠这种机制超导体产生超导的临界温度不会高于绝对温度39度(“麦克米兰极限”)。由于需要极低温,超导的应用受到了极大的限制。1986年开始新发现了一批含稀土元素和氧化铜的超导化合物,称为铜基高温超导体,其临界温度最高达到了绝对温度133度。但至今仍未明白产生这种高温超导的机制。

 

       2008年2月,日本科学家首先报告说,氟掺杂镧氧铁砷化合物在超过26K时,具有超导特性。同年3月25日,中国科技大学陈仙辉报告,氟掺杂钐氧铁砷化合物在超过43K时成为超导体。中科院物理所王楠林研究组于3月26日也独立报告用稀土离子Ce替代La合成CeO1-xFxFeAs体系,发现41K转变温度的超导体。上述两组工作获得的铁基超导体突破了低温超导体39K的“麦克米兰”极限,成为继铜基超导体后的另一类高温超导体。3月28日,中国科学院物理所赵忠贤研究组报告,氟掺杂镨氧铁砷化合物的高温超导临界温度可达52K。陈仙辉组和闻海虎组也相继分别发现了目前常压下超导转变温度最高(56K)的铁基超导体。王楠林组和闻海虎组还发现了一批铁基超导材料具有很高的上临界磁场,说明它们能够容纳很强的电流密度和磁场强度,而不会破坏超导性,具有很好的应用前景。

 

       中日科学家的工作随后引发了全世界科学界新一轮的铁基高温超导研究的热潮。紧接着,中国科学家对超导体的制备方法、结构性能和超导发生机制等进行了大量有益的探索,引起了世界物理界的广泛重视。

 

        在新一轮超导热中,中国科学家能够快速后来居上,达到铁基超导研究的最前沿。这是从80年代开始,我国对超导基础研究给予稳定支持,始终有一支既活跃又具有团队精神的超导研究队伍的结果。我们高兴地看到这支超导队伍中除了有一批教授级的骨干,还有年轻的博士生。例如系统研究了一批超导体结构、输运性质和磁性之间的关系,又发现了超导临界温度达56K超导体的吴刚,和首次将钙钛矿层引入铁基体系,利用金属掺杂锶铁砷、钡铁砷获得一系列新超导体的祝熙宇。

 

       由于使用矿石能源带来了全球气候和环境变化,人类正面临深刻的生存危机,一场能源技术革命正在发达国家酝酿,预计超导技术将在其中发挥重要的作用。提高超导体发生超导的转变温度,提高超导体容许的电流密度和磁场强度将会带来巨大的经济和社会效益。探索新的高温超导体和发现新的超导机制,必将成为今后各国科学家研究的热点。

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