科学出版社分享 http://blog.sciencenet.cn/u/sciencepress 中国最大的综合性科技出版机构之一,科学家的出版社!

博文

国家最高科技奖得主赵忠贤学术生涯(二) 精选

已有 2840 次阅读 2017-1-12 08:57 |个人分类:科学书摘|系统分类:观点评述

本号在2017年1月10刊发了国家最高科学技术奖获得者,我国著名物理学家、超导专家、中国科学院赵忠贤研究员的学术生涯(一),本期继续选取其传文中主要学术生涯介绍中的后续部分,奉献给读者。



四、坚持不懈,梅开二度


对于赵忠贤在1987年初的高温超导发现中所作出的基础性和先驱性的贡献,国际和国内科学界给予了他很多的荣誉,但他总是淡然面对个人所获得的这些荣誉。他认为,这些荣誉应当归功于国家,归功于集体,而他只是其中的一分子。与各种荣誉相比较,对未知世界的不断探索才是他追求和享受的人生境界,正如他所说的:“对未知世界的探索是人类的一种本性,它使人向往、激动和年轻。”正是有着这样一种理念,在1987年初的高温超导发现之后,赵忠贤不仅一直坚持在科研第一线,而且还与同事们做出了新的贡献。


1987年,为适应国际超导研究的迅速发展,赵忠贤与其他科学家联名向国务院建议成立国家超导研究开发中心和国家超导实验室。1987年国家计委批准在中科院物理研究所建立国家超导实验室(后改为超导国家重点实验室)。实验室于1988年开始筹建,1991年4月通过验收,列入国家重点实验室管理系列。从1991年4月至2000年10月,赵忠贤担任超导国家重点实验室主任。


在他的领导下,实验室积极承担国家超导研究和攻关任务,开展国际合作研究,并在新超导体材料的探索、高温超导体物理性质和超导电性机理研究及应用的关键技术等方面,逐渐形成了自己的特色和主攻方向,达到了处于“国际前沿漩涡中”的水平(这是赵忠贤在实验室评估过程发明的说法,他不同意,“国际领先”,“国际先进”的分类。他认为,科学的发展是由各国科学家在不断地推动发展的。今天领先,明天可能被超越了。只要保持在前沿并不断推陈出新就够了。这就是处于“国际前沿漩涡之中”)。2000年,国家组织对国家重点实验室评估,超导国家重点实验室被评为优。


在担任国家超导实验室主任期间,赵忠贤还担任了“863”、“攀登”和“973”等国家科技计划的专家组成员,并负责基础方面的研究。


尽管承担了科研管理工作,但赵忠贤始终坚持在科学研究的前沿。他和他的研究集体的研究工作在氧化物高温超导体超导机理、新的高温超导体探索、推动氧化高温超导体的应用等重要方向的研究,不断做出新的贡献。在他任职期间,非常注意给年轻人创造机会,使他们能有机会脱颖而出,包括尽可能地相对独立地开展工作,参加国际交流,学术平等、宽松,加强与所内外,国内外的合作等。每位参加国际会议的人都要总结会议情况并给全室介绍。


良好的科研氛围使他们持续获得科研成果。1988年2月,他的团队研究生长出Bi系2212相单晶。与国内外同行合作,在此单晶基础上最早给出了一批物理及结构方面的结果。在一次会议上,他与范海福同住一室,在聊天中找到了一个题目,即Bi系超导体的无公度调制问题。范先生是用直接法解无公度调制世界上唯一的专家。赵忠贤小组与范海福和李方华小组合作,给出了无公度调制的结构细节,为电子不均匀性以及与机理的关系提供了重要数据。他们的部分工作在诺贝尔奖九十周年庆典的学术会议上作了报告。在超导机理和新材料探索研究的“相持”阶段,他们与国内外的学者合作也不断取得进展。他们对本征电子不均匀性问题的研究,从认识这个问题之后开展研究,坚持了15年之久。与国外的学者合作,提出铜氧化合物超导体“魔数载流子”的概念和复合载流子模型等,该研究至今还在深入进行。他们与斯坦福大学的合作研究获得重要进展。


对机理的研究有助于新超导体的探索。赵忠贤的团队一直侧重从材料角度研究机理,同时不断地探索新超导体,并特别是注重新工艺的引进。他特别倾向高压的合成,因为高压带来新的维度,会有很多的机会。


这时期,赵忠贤的团队在新材料探索方面研制出十几种新材料,例如,他们用高压合成出高临界转变温度达115K的(PrCa)Ba2Cu3O7(123”相)超导体创造了这一结构超导体转变温度的最高纪录这些结果不仅为研究在高温超导体中最为奇特的Pr-123相化合物的超导电性产生机理提供了重要信息而且为应用提供了可能这一工作结果在20002月美国休斯敦召开的第六届超导材料和机理国际大会上作特邀报告


在大会有关超导材料的总结报告中指出,Pr0.5Ca0.5Ba2Cu3O7-δ115超导体的合成是最近几年超导材料研究的重要进展之一。2001年,在MgB2超导体被发现后,赵忠贤小组在国际上较早地用高压方法制备出了高质量的MgB2块材和MgCNi3材料,并对相关物理进行了研究。赵忠贤坚持基础研究与应用研究相结合,努力推动高温超导的应用,在解决应用中的关键技术问题方面作出了积极的贡献。例如,20世纪90年代,他作为“863”计划超导专家委员会成员,是中国高温超导磁悬浮实验车研究项目的责任专家,协助西安交通大学制成的高温超导磁悬浮实验车并在“863”成果展览会上展出。


赵忠贤深爱超导事业。长期以来,他的团队与所内外、国内外的合作研究在不断深入和取得进展。例如,与化学所合作研究碳-60的问题,2000年作为成员获国家自然科学奖二等奖(以中科院化学所为主)。在与薛其坤等同事的聊天中,根据他们在生长一维和二维金属薄膜方面的特长(这方面他们是国际上极少数的几个小组之一),赵忠贤建议把超导电性作为研究物理问题的切入点,与薛其坤、贾金锋一起确定了研究“Pb膜的量子尺寸效应问题”,解决了40年前理论预言的问题。基于对异质外延生长薄膜超导性研究所做出的贡献,赵忠贤作为成员获2005年中科院杰出成就集体奖和2011年国家自然科学奖二等奖。


2008年,超导研究的新突破再次将世界的目光聚焦在国际超导领域,继铜基超导材料之后,日本科学家发现了一类新的超导材料———铁基超导材料。继日本科学家之后,物理所的几个小组和中国科大的陈仙辉研究组抓住机遇又取得了一批重要成果。


赵忠贤领导的研究组,基于他们自己观察到的高压下掺氟镧氧铁砷的临界温度随压力而提高现象,认为临界温度还有较大的提升空间。赵忠贤提出用高压合成和轻稀土替代。他们小组采用高压合成的方法制备了一系列的新超导体:首先是合成出氟掺杂镨氧铁砷化合物并把超导临界温度提高到52K(零下221.15摄氏度),又合成出掺氟钕氧铁砷超导材料和制备出无氟掺杂的超导系列。其中氟掺杂钐氧铁砷化合物,其超导临界温度可进一步提升至55K(零下218.15摄氏度),创造了纪录。对此,瑞士的一位教授说,“赵的小组把铁基超导体的临界温度Double了”。

在这场铁基超导材料大发现中,中国科学家的表现又一次受到国际科技界的瞩目。这次新的高温超导体的发现,被美国《科学》杂志评议为2008年十大科技突破,其中指出,来自中国的4个小组用Pr和Sm代替La把临界温度提高到55K。美国《科学》杂志曾发表评论,指出:“新超导体的发现把中国科学家推向国际前沿。”据科技部《基础科学研究快报》消息,基于2009年前后的统计,国际物理学10篇热点论文有4篇左右是中国科学家的论文,其中经常出现的两篇是赵忠贤小组的。目前,新的铁基超导材料的发现又一次激发物理学界对高温超导研究的热情。鉴于对铁基超导体研究的贡献,2009年赵忠贤与其他7位学者一起获“求是”杰出科技成就集体奖;作为主要成员获2013年国家自然科学奖一等奖。



五、追求超越,寄希望于青年



2009年求是基金会对4个小组的共8位学者颁发了“求是”杰出科技成就集体奖。颁奖后,杨振宁先生问赵忠贤,这里面你是年龄最大的吧。这其中有他过去的学生和博士后以及他们的学生。从1987年起,一批优秀的学生选择了超导专业,他们毕业后,走向了全世界;其中一批优秀的人才回国创业,参与铁基超导研究的就是其中的一小部分。


对于这次新超导体的发现,赵忠贤在接受《科学时报》记者访谈时指出,它具有几个方面的意义:一是开辟了一个新的领域。这个领域会带来许多新的物理规律需要被认识,规律认识的过程将推动物理学科本身的发展,这是对全人类的贡献。二是它含有潜在的应用价值。对于潜在应用价值需要有深刻认识,我们参与其中将有利于在它可以投入实际应用时,掌握核心技术,这是对国家的贡献。三是开阔了视野,从新的角度探索新超导体。


同时,赵忠贤特别强调,超导研究已经在中国扎了根。参与这次超导研究高潮并做出成绩的,基本是25~40岁左右的年轻人,他们参与这个项目得到了多方面的锻炼,不仅在科学上做出了优异的成绩,而且提高了创新能力。如果10年后再有这样的机会,他们可能就是走在世界最前沿的一群人。这对于我们国家的科技发展具有意义。


20世纪80年代末以来,赵忠贤一直是超导领域国际上活跃的科学家之一。他在科学探索的道路上保持着年轻人的心态,执著地追求新的突破,期望有一天由中国人发现更适于应用的,甚至室温超导体,为人类的文明作出新的贡献。


不仅如此,他对研究生和后备科研人员的培养始终不遗余力,积极培养和提携青年人才,让他们在科研的领导岗位上承担重任。在他的培养和支持下,有一批年轻人成长起来并做出了优异成绩,成为学术带头人。他总是对年轻人抱以厚望,常常会因他们所取得的优异成绩激动不已,比如,他对参与铁基超导体研究的80后所表现出的激情和不懈努力的精神所感动,他曾动情地说:“他们的表现非常可爱,让人感到振奋。”他给他们十二个字的评价:“有激情、肯吃苦、能战斗、可信赖。”由此不难看出,在赵忠贤的字典里,“超越自我”不只是自己超越自己,而且包含了年轻一代对老一代(包括他自己)的超越!他深情地说,“有优秀的青年,就有光辉的未来”,“如果哪一天发现了室温超导体,应该有中国人”。他认为,“中华民族伟大复兴将对人类文明做出新贡献。探索高温超导体及相关机理研究应该是一个优先的选择。”



主要成果


赵忠贤一直从事低温物理与超导电性研究。从1976年开始从事探索高温超导体的研究,到目前为止已发表了400多篇论文。1987年2月他们集体独立地发现了液氮温度超导体,并首先向世界上公布了其化学成分Ba-Y-Cu-O,推动了世界性超导研究。2008年,他领导的研究小组采用高压合成方法首次通过Pr代替La将超导临界温度提高到50K以上,合成出系列的无氟的缺氧铁基超导体,并将铁基超导临界温度提高到55K的纪录。


撰写者


李真真(1956 ~ ),中科院科技政策与管理科学研究所研究员。



本文摘编自陈佳洱主编的《20世纪中国知名科学家学术成就概览·物理学卷·第三分册》一书中李真真撰写的《赵忠贤》传文部分内容。内容有删减。


ISBN 978-07-03-042944-5


国家重点图书出版规划项目《20世纪中国知名科学家学术成就概览》以纪传文体记述中国20世纪在各学术专业领域取得突出成就的数千位华人科学技术和人文社会科学专家学者,展示他们的求学经历、学术成就、治学方略和价值观念,彰显他们为促进中国和世界科技发展、经济和社会进步所作出的贡献。


《20世纪中国知名科学家学术成就概览·物理学卷》第三分册收录了43位物理学家和教育家的传文,卷末附学科发展大事记,与传文两相印照,从而反映出中国物理学科的百年发展脉络。


                                    (本期编辑:安静)


一起阅读科学!

科学出版社│微信ID:sciencepress-cspm

专业品质  学术价值

原创好读  科学品味

点击文中书名、作者、封面可购买本书



http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-1027047.html

上一篇:《中国科学》杂志社2017年期刊征订中
下一篇:感受科学魅力,启迪创新灵感——欢迎订阅《国家科学评论》

1 黄永义

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (7 个评论)

数据加载中...

Archiver|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2017-2-24 09:38

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社