國家勛章和國家榮譽稱號獲得者｜趙忠賢：讓中國高溫超導(dǎo)研究躋身國際前列
2024-09-26 17:23:32
來源：新華網(wǎng)
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趙忠賢在中國科學(xué)院物理研究所演示磁懸浮現(xiàn)象（2017年1月8日攝）。新華社記者 金立旺 攝
超導(dǎo)電性是重大科技前沿，有望為生產(chǎn)生活帶來顛覆性變革。在人類開展超導(dǎo)研究的百余年中，出現(xiàn)過兩次高溫超導(dǎo)重大突破。這兩次重大突破，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員趙忠賢都作出了杰出貢獻。
60年科研生涯中，趙忠賢帶領(lǐng)團隊銳意進取、攻堅克難，取得一系列世界級研究成果，使我國高溫超導(dǎo)研究躋身國際前列。
新中國成立75周年之際，趙忠賢被授予“人民科學(xué)家”國家榮譽稱號。
趙忠賢在中國科學(xué)院物理研究所的55K以上鐵基超導(dǎo)體試驗的示意圖前（2014年1月7日攝）。新華社記者 金立旺 攝
勇于挑戰(zhàn) 帶領(lǐng)團隊獨立發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)高溫超導(dǎo)體
1941年1月，趙忠賢出生于遼寧新民。1959年，他以優(yōu)異成績考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。濃厚科學(xué)氛圍熏陶下，他立志科學(xué)報國。
1964年，趙忠賢大學(xué)畢業(yè)被分配到中國科學(xué)院物理研究所。工作期間，他曾被派往劍橋大學(xué)進修，接觸了世界超導(dǎo)研究的最前沿。
超導(dǎo)是指某些材料在溫度降低到某一臨界值以下時，電阻突然消失的現(xiàn)象。這種材料被稱為超導(dǎo)體，在眾多高技術(shù)領(lǐng)域擁有巨大應(yīng)用潛力。然而，超導(dǎo)體要實現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)，必須要有極低溫的環(huán)境。找到臨界溫度更高、更適于應(yīng)用的超導(dǎo)體，是科學(xué)家努力追求的目標。
1975年回國后，趙忠賢確定了自己的科研方向：探索高臨界溫度超導(dǎo)體。此后，他在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域耕耘至今。
趙忠賢在中國科學(xué)院物理研究所舉行的發(fā)布會上介紹團隊成員（2013年12月31日攝）。新華社記者 金立旺 攝
當時，國際學(xué)術(shù)界普遍認可“麥克米蘭極限”，即超導(dǎo)臨界溫度最高不大可能超過40K（約零下233攝氏度）。但趙忠賢經(jīng)過調(diào)研、交流和縝密思考，贊同國際上關(guān)于“這一理論可以突破”的觀點。
在10年積累的基礎(chǔ)上，1986年底，在瑞士科學(xué)家發(fā)表論文指出可能存在35K（約零下238攝氏度）的超導(dǎo)體后，趙忠賢團隊和國際上少數(shù)幾個小組幾乎同時在鑭-鋇-銅-氧體系中獲得了40K以上的高溫超導(dǎo)體。傳統(tǒng)理論的崩塌，讓“北京的趙”在國際超導(dǎo)研究領(lǐng)域嶄露頭角。
那時國內(nèi)實驗條件落后，與國外差距巨大，但這阻擋不了趙忠賢和同事們的科研熱情。缺少實驗設(shè)備，他們就自己動手現(xiàn)造；為了趕實驗進度，他們夜以繼日地奮戰(zhàn)，困得不行了就在椅子上打個盹，醒來繼續(xù)工作。
1987年2月，趙忠賢團隊再次取得突破，他們獨立發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K的液氮溫區(qū)超導(dǎo)體，并在國際上首次公布其元素組成，即釔-鋇-銅-氧。從此，科學(xué)家可以用相對便宜且好用的液氮取代昂貴的液氦來構(gòu)建低溫環(huán)境，更利于超導(dǎo)的應(yīng)用。
液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)引發(fā)學(xué)術(shù)界轟動。1987年，趙忠賢受邀赴美國參加物理學(xué)術(shù)會議，是5位特邀報告人之一。
20世紀90年代初，趙忠賢在中國科學(xué)院物理研究所實驗室工作（資料照片）。新華社發(fā)（中國科學(xué)院物理研究所供圖）
厚積薄發(fā) 創(chuàng)造鐵基高溫超導(dǎo)體臨界溫度世界紀錄
發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)超導(dǎo)體后，榮譽和獎勵接踵而至。趙忠賢淡然地說：“榮譽歸于國家，成績屬于集體，我個人只是其中的一分子。”科研路上，他沒有止步，依舊一門心思撲在實驗室里。
2008年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在鑭-氧-鐵-砷體系中存在26K的超導(dǎo)，趙忠賢敏銳意識到，這一類鐵砷化合物很可能是新的高溫超導(dǎo)體。
趙忠賢和團隊立刻行動起來。他們厚積薄發(fā)，又在鐵基超導(dǎo)的突破中作出貢獻。他們制備了50K以上的系列鐵基超導(dǎo)體，并創(chuàng)造了鐵基高溫超導(dǎo)體臨界溫度紀錄。
在這期間，67歲的趙忠賢3次帶領(lǐng)年輕人幾乎通宵工作，完成了初期最關(guān)鍵的3篇論文。事后得知，其中1篇比國外同行只早1天發(fā)表。
他們和中國其他幾個研究組（包括中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)相關(guān)團隊和中國科學(xué)院物理研究所其他小組）的重要發(fā)現(xiàn)，為確認鐵基超導(dǎo)體為第二個高溫超導(dǎo)家族提供了重要依據(jù)。與銅基超導(dǎo)體相比，鐵基超導(dǎo)體具有各向異性低、上臨界場高、可加工性好、制備成本低等優(yōu)勢，又一次激發(fā)了物理學(xué)界對高溫超導(dǎo)的研究熱情。
美國《科學(xué)》雜志曾經(jīng)3次報道這方面的成果，認為“新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)把中國科學(xué)家推向國際前沿”。
薪火相傳 期待中國人發(fā)現(xiàn)更適于應(yīng)用的高溫超導(dǎo)體
“有優(yōu)秀的青年，就有光輝的未來。”趙忠賢非常注重對年輕人的培養(yǎng)。他的團隊有很多年輕人，他們在高溫超導(dǎo)的攻關(guān)實踐中不斷提升創(chuàng)新能力。
趙忠賢總為年輕人營造寬松、不拘束的環(huán)境，讓大家在談笑間豐富知識；通宵工作時，他出錢給大家買吃的；有學(xué)生研究方向偏離了超導(dǎo)“主業(yè)”，他也支持學(xué)生按興趣大膽研究。
科研之路并非一帆風順。當進入低谷時，一些研究者紛紛“轉(zhuǎn)向”，有些研究團隊甚至解散了。但趙忠賢認定，高溫超導(dǎo)研究有潛力，未來必將有重大突破。
他告誡年輕人：“做事情要集中一點，精力不要太分散，不要選太多，這個也干那個也干?！薄耙x一個堅持十年,扎下根去，才能枝繁葉茂?！?/p>
在趙忠賢的培養(yǎng)和支持下，一大批年輕人成長起來并做出了優(yōu)異成績，有的成為了學(xué)術(shù)帶頭人。保持著創(chuàng)新激情的他總是對年輕人寄予厚望，常常會為他們所取得的優(yōu)異成績而興奮不已。
時至今日，年逾八旬的趙忠賢依然沒有停下腳步，他經(jīng)常去實驗室，了解最新研究進展，給予指導(dǎo)和建議?！捌谕幸惶?，由中國人發(fā)現(xiàn)更適于應(yīng)用的超導(dǎo)體，甚至室溫超導(dǎo)體，為人類文明發(fā)展作出新的貢獻。”趙忠賢說。
新華社記者張泉
責任編輯：劉玉
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