中国科大铁基高温超导研究获国家自然科学一等奖

中国教育装备采购网2014-01-13 09:58围观269次我要分享

  日前,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。党和国家领导人习近平、李克强、刘云山、张高丽出席大会并为获奖代表颁奖。我校陈仙辉教授与中国科学院物理所的合作者由于在铁基高温超导研究领域做出的突出贡献,被授予国家自然科学一等奖。在这之前,自2000年起,国家自然科学一等奖13年里有9次空缺,目前已连续空缺3年。

  中国科技大学物理学院/合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)陈仙辉教授与中科院物理研究所赵忠贤院士、王楠林研究员、闻海虎研究员、方忠教授研究团队基于该领域的长期积累,做出了大量原创性工作,取得了突破性进展,赢得了国际学术界广泛认可,引领和推动了铁基超导及相关领域的研究和发展,激发了世界范围内新一轮高温超导研究热潮。鉴于在“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”方面的突出贡献,该研究团队被授予国家自然科学一等奖这一殊荣。

  获奖五人合影(从左至右:王楠林、陈仙辉、赵忠贤、闻海虎、方忠)

  本次获奖团队中有三位主要成员出自中国科大,其中赵忠贤院士为中国科大1964届本科毕业生,而陈仙辉和王楠林都是在中国科大获得博士学位。

  超导是20世纪最伟大的科学发现之一,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失并且不能被磁场穿过的现象。具备这种特性的材料称为超导体。在超导研究的历史上,已经有10人获得了5次诺贝尔奖,其科学重要性不言而喻。目前,超导的机理以及全新超导体的探索是物理学界最重要的前沿问题之一,吸引着全世界无数的物理学家。同时,超导在科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学乃至航空航天等领域均有重大的应用前景,受到广泛关注。

  物理学家麦克米兰根据传统理论计算断定,超导体的转变温度一般不能超过40K(约零下233摄氏度),这个温度也被称为“麦克米兰极限温度”。1986年,两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体,转变温度高于40K,因而被称作高温超导体。铜氧化物高温超导体在超导研究的历史上发挥了重要作用,但它们属于陶瓷性材料,复杂的制作工艺使其大规模应用难以实现。上个世纪九十年代中后期,国际物理学界倾向认为铜氧化物超导体能给出的信息基本上被挖掘殆尽,通过铜氧化物超导体探索高温超导机理的研究遇到了瓶颈。

  以陈仙辉为代表的中国科大超导研究所的研究人员却一直坚持在高温超导研究领域,二十年如一日默默耕耘,并与物理所的同行建立了良好的合作研究。

  2008年2月,日本科学家发现了一种临界温度为26K(零下247.15摄氏度)的新型超导材料,引起陈仙辉的关注。他当天就与几名研究生成立攻关小组。经过一个多月没日没夜的拼搏,陈仙辉小组在国际上首次获得了临界温度达到43 K(零下230.15摄氏度)的铁基化合物超导体——氟掺杂钐氧铁砷化合物,突破了麦克米兰极限,表明发现了新一类的高温超导体。这项成果发表在《自然》上,引起全世界科学家的关注,成为2008年全世界最具影响和被引用最多的5篇论文之一。

  继陈仙辉小组之后,物理所王楠林小组独立地报道了氟掺杂的铈氧铁砷化合物在41开(零下232.15摄氏度)表现超导电性;该所赵忠贤领导的科研小组将该类铁砷化合物的超导临界温度提升至55开尔文(零下218.15摄氏度)。

  中国科大和物理所的科学家们在铁基高温超导研究中取得了举世瞩目的成就,引领了国际研究的热潮。国际知名科学刊物Science刊发了“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的专题评述,称“中国如洪流般涌现的研究结果标志着,在凝聚态物理领域,中国已经成为一个强国”。同时铁基超导体研究被评为美国Science杂志“2008年度十大科学突破”、美国物理学会“2008年度物理学重大事件”及欧洲物理学会“2008年度最佳”。

  此外,我校成果今年还荣获国家自然科学二等奖2项、国家科技进步一等奖1项。化学与材料科学学院/合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)龚流柱教授与中科院成都有机化学研究所蒋耀忠研究员等人在“有机小分子和金属不对称催化体系及其协同效应研究”方面做出了重要贡献,荣获国家自然科学二等奖;我校同步辐射国家实验室作为第3完成单位与上海应用物理研究所等单位合作完成的“上海光源国家重大科学工程”项目,获得国家科学技术进步一等奖;我校物理学院闫沐霖教授作为第5完成人与高能物理研究所金山研究员等人合作完成的“北京谱仪Ⅱ实验发现新粒子”项目,获得国家自然科学二等奖。

来源:中国科学技术大学

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