中国铁基超导研究吸引全世界瞩目
铁基超导,中国主导
铁基超导,中国主导在经历连续3年的空缺之后,2014年1月10日,来自中国科学院物理所和中国科技大学的研究团队,以“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”问鼎国家自然科学一等奖。
我国超导科技取得的辉煌成就和影响远远超出了学术、科研和工业制造领域。
而铁基超导作为2008年才开始起步的研究项目,以新锐姿态成为超导领域最受重视的板块,吸引了世界上诸多优秀科学家的目光。
为什么铁基超导如此特别?针对它的研究对我们有什么影响呢?世界上有许多单质金属及其合金在特殊条件下都是超导体,即电阻为零,而且还具有完全抗磁性的特性。
一旦进入超导态,材料内部磁感应强度即为零,于是超导体就如同练就了“金钟罩、铁布衫”,外界磁场根本“进”不去。
正是由于这些特性,超导才具有极其深远的应用前景:利用零电阻的超导材料代替有电阻的常规金属材料,可节约输电过程中造成的大量热损耗;可组建超导发电机、变压器、储能环;可在较小空间内实现强磁场,从而获得高分辨率的核磁共振成像,或进行极端条件下的物性研究,或发展安全高速的磁悬浮列车……然而,要让这些物质进入超导态,必须满足一个十分苛刻的条件——环境温度接近绝对零度。
所以,之前提到的那些应用前景在现实生活中很难实现。
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℃),这个温度也被称为“麦克米兰极限温度”。
然而,德国、日本科学家却相继发现了打破这一定律的物质。
而两组中国团队更是几乎同时在实验中分别观测到了43K和41K 的超导转变温度,突破了“麦克米兰极限”,证明铁基超导体是继铜氧化物后的又一类非常规高温超导体,在国际上引起极大轰动。
随后,一个来自中科院的研究组将该类铁砷化合物的超导临界温度提升至55K(零下218.15摄氏度),利用高压合成技术制备出一大批不同元素构成的铁基超导材料并制作了相图,这标志着铁基高温超导家族基本确立。
而中国科学家此次所使用的材料制备技术等为国际科学界进一步研究超导体提供了新工具。
铁基超导材料的研究及应用
铁基超导材料的研究及应用一、引言铁基超导材料是近年来新兴的超导材料之一,具有较高的超导转变温度和较强的超导电性能。
随着研究的深入,人们发现铁基超导材料在能源、医疗等领域具有广泛的应用前景。
本文将着重介绍铁基超导材料的研究和应用。
二、铁基超导材料的研究1.铁基超导材料的发现铁基超导材料是指以Fe为主要成分的超导材料。
2008年,日本物理学家芝田任三郎领导的研究小组在铁基化合物LaOFeAs中发现了超导现象。
其后,人们在多种铁基化合物中也发现了超导现象,如BaFe2As2、LiFeAs、NdFeAsO等。
2.铁基超导材料的结构铁基超导材料的结构复杂,一般由四种元素共同构成:Fe、As、Ba或La以及一些其他杂质。
铁基超导材料晶体结构呈层状结构,其中Fe和As元素组成的矩阵结构是超导的关键部分,而其他元素则是提高材料超导性能的重要因素。
3.铁基超导材料的超导机理铁基超导材料的超导机理与传统的BCS超导机理不同。
传统的BCS超导机理是由库珀对电子间的吸引力引起的,而铁基超导材料中的超导机理可能与磁电子相互作用有关。
4.铁基超导材料的超导性能铁基超导材料的超导温度较高,通常在20-50K之间。
同时,铁基超导材料的超导电性能较好,能够承受较高的电流密度和磁场强度。
三、铁基超导材料的应用1.能源领域铁基超导材料可以用于制造超导电缆、超导磁体等设备,这些设备在能源领域中有广泛的应用。
超导电缆的传输距离长、损耗小,可以提高电力传输效率;超导磁体可以用于核磁共振成像、磁共振治疗等领域。
2.医疗领域铁基超导材料可以用于MRI(磁共振成像)设备的制造。
MRI技术可以用于体内器官的成像和检测,对临床诊断有重要的作用。
3.交通运输领域铁基超导材料可以用于制造超导列车,这种列车可以悬浮在轨道上运行,摩擦力小、噪音小,能够大大提高列车的运行速度和运行效率。
四、结论综上所述,铁基超导材料具有广泛的应用前景,特别是在能源、医疗和交通运输领域。
铁基超导体的制备和性能研究
铁基超导体的制备和性能研究一、引言超导材料是一种特殊的物质,其具有零电阻和完全反射的特性,在电力输送和磁共振成像等领域有着广泛的应用。
目前,超导材料主要可以分为两种类型,即氧化物超导体和铁基超导体。
铁基超导体是近年来出现的一种新型超导材料,具有较高的临界温度和较好的可控性,已经成为超导材料研究的热点之一。
本文主要就铁基超导体的制备和性能研究做一些介绍。
二、铁基超导体的制备铁基超导体的制备一般通过固相反应和溶胶凝胶法两种方法进行。
(一)固相反应法固相反应法是一种传统的制备方法,其主要步骤为将超导材料的各组分按一定的摩尔比混合均匀,在高温下进行固相反应。
固相反应法的优点在于操作简单,但其缺点在于需要高温长时间烧结,并且易产生二相混杂。
目前在固相反应法中常用的方式是熔融燃烧法,该方法在低温下可以快速的制备出高纯度的超导材料。
(二)溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种相对较新的制备方法,其主要步骤为将超导材料的前驱体在适当的溶剂中溶解,经过凝胶化、热处理等一系列步骤后得到超导材料。
溶胶凝胶法的优点在于具有较高的纯度和较好的成形性,但其制备周期较长,操作条件较为苛刻。
三、铁基超导体的性能研究铁基超导体的性能主要从以下三个方面进行研究:超导性能、结构性质和材料特性。
(一)超导性能超导性能是铁基超导体研究的核心,关键参数是材料的临界温度(Tc)和带隙(Δ)。
随着研究的深入,越来越多的材料其临界温度已经达到室温附近。
同时,在超导材料的研究中,超导的电流密度和承载能力也是研究的重点之一。
(二)结构性质铁基超导体的结构性质包括原子间距、晶格对称性、结构相变等,这些性质对于超导行为的影响非常大。
目前,铁基超导体的晶体结构主要为FeAs层和碱金属层交替排列的复合结构。
此外,铁基超导体的结构性质还可以通过X射线衍射等结构表征技术进行研究。
(三)材料特性铁基超导材料的特性包括电学、磁学、光学等方面。
其中,磁学的研究情况比较多,主要研究铁基超导材料的磁滞回线、磁致伸缩等性质。
中国成功掌握铁基超导技术 打破世界纪录 日本终究成了过去式
中国成功掌握铁基超导技术打破世界纪录日本终究成了过
去式
中国成功掌握铁基超导技术,是指在2020年10月7日,中国科学家利用“极端磁冷法”成功制备出超导材料中的铁基超导体,它的超导温度(Tc)达到了18.3K,打破了世界纪录。
这一重大成果使中国继续领先世界,日本终究成了过去式。
此前,日本科学家在2011年制备出铁基超导体,Tc只有13.6K,但这一技术一直没有得到改进。
而中国科学家利用“极端磁冷法”,将温度提升到了18.3K,超过了日本记录,也为世界科学领域带来了新的发展机遇。
中国铁基超导世界领先 或将翻天覆地改变世界
中国铁基超导世界领先或将翻天覆地改变世界铁基超导——凝聚态物理天空中闪耀的新星在2014年1月10日国家科学技术奖励大会上,多年空缺的国家自然科学一等奖被铁基超导研究团队获得。
随着新闻报道的铺开,“铁基高温超导”一词再次被人们所关注。
自2008年凝聚态物理学领域掀起铁基高温超导研究热潮以来,铁基超导的科学研究已经步入第六个年头,发表的有关铁基超导研究论文已经数万篇。
截止到2013年2月,全世界在铁基超导研究领域被引用数排名前20的论文中,9篇来自中国。
铁基超导至今仍然是凝聚态物理基础研究的前沿科学之一,吸引了世界上诸多优秀科学家的目光。
为什么铁基超导如此特别?它的发现对基础物理研究有着什么样的重要影响?中国人在铁基超导洪流中起到了什么样的角色?这还得从神秘又奇特的超导体说起。
1911年4月8日,荷兰莱顿实验室的昂尼斯等人利用他们刚刚液化的最后一种气体——液氦研究金属在低温下的电阻,当他们把金属汞降温到4.2 K(热力学温标中0 K对应着零下273.2摄氏度,4.2 K即相当于零下269摄氏度)时,发现其电阻值突然降到仪器测量范围的最小值之外,即可认为电阻降为零。
昂尼斯把这种物理现象叫做超导,寓意超级导电,他本人因此获得了1913年的诺贝尔物理学奖。
继第一个超导体金属汞被发现之后,人们又陆续发现了许多单质金属及其合金在低温下都是超导体。
1933年,德国物理学家迈斯纳指出,超导体区别于理想金属导体,除了零电阻外,它还具有另一种独立的神奇特性——完全抗磁性。
超导体一旦进入超导态,就如同练就了“金钟罩、铁布衫”一样,外界磁场根本进不去,材料内部磁感应强度为零。
同时具有零电阻和抗磁性是判断超导体的双重标准,单凭这两大高超本领,超导就具有一系列强电应用前景。
利用零电阻的超导材料替代有电阻的常规金属材料,可以节约输电过程中造成的大量热损耗;可以组建超导发电机、变压器、储能环;可以在较小空间内实现强磁场,从而获得高分辨的核磁共振成像、进行极端条件下的物性研究、发展安全高速的磁悬浮列车等等。
我国基础科学研究步入新原创时代
我国基础科学研究步入新原创时代当前创新驱动已成国策,面向科学前沿开展原始创新,力争在更多领域引领世界科研方向,已经成为我国科学家义不容辞的责任。
近年来,我国科学家在一个又一个基础科学前沿披荆斩棘、屡获佳绩:量子通信、铁基超导、中微子、量子反常霍尔效应、外尔费米子、干细胞、纳米……一个个原始创新成果,为中国科研步入新原创时代揭开大幕。
勇气:搏杀在世界科技前沿科学发现只有第一,没有第二。
每一个竞争激烈的世界科技前沿,都是硝烟弥漫的战场,科学家们要像士兵一样英勇搏杀,争夺唯一的桂冠。
中微子第三种振荡模式θ13的发现,就是这样一个狭路相逢勇者胜的故事。
中微子是一类神秘的基本粒子,它会变身术,一种中微子在飞行过程中变为另一种中微子,然后再变回来,这叫作中微子振荡。
三种中微子两两之间可发生三种振荡模式,各有其对应混合角,分别为θ12、θ23、θ13,前两种振荡角的测定者都获得了诺贝尔奖,第三种振荡混合角θ13却迟迟未能找到。
寻找θ13的科研竞赛在世界各地展开,日、美、法、韩、中均参与其中。
日本、法国、美国的实验室在2011年相继发表了关于θ13的数据,虽然其结果均因精度不够而置信度较低,却是这一领域竞争白热化的迹象。
而中国的大亚湾中微子实验室直到2011年年中才完成探测器建造与安装。
因此,在中国科学家只用55天取数、用十几天完成物理分析和论文写作,于2012年3月7日投稿并率先公布了精确的θ13实验结果后,国际物理学界深感震惊。
欧洲核子研究中心菲利斯塔·泡斯教授说:“我被深深震撼了,2010年10月我去大亚湾时探测器还没有建造呢。
”在这场世界级科研战中,勤奋勇敢的中国大亚湾实验团队率先赢得桂冠。
这一成果被美国《科学》杂志评入当年世界十大科技进展,今年年初又获得国家自然科学一等奖。
不只是中微子,近年来,勇夺第一的原创成果在多个前沿领域不断涌现,我国科学家们在世界科技前沿竞争中越战越强。
以干细胞研究为例。
十年磨一剑丁洪就是要做世界一流的科研
CHUANGXINKEJI 2014.07丁洪现为中国科学院物理所研究员,虽然很年轻,却已是北京凝聚态物理国家实验室首席科学家,国家“千人计划”第一批入选者之一。
而在此之前,他在美国的一段“辞职”故事,曾一度轰动全美物理界。
在搜索引擎搜集丁洪的名字,可以找到题为China fishing in pool of global talent 的一篇英文报道,直译过来就是《中国向全球高端人才伸出橄榄枝》。
丁洪说,两年前他握住了这条橄榄枝。
作为“海归”青年人才的代表,他将回国后的生活概括为六个字:充实、高效、愉快。
长期在国外大学和实验室工作的经历,让丁洪对国内科研水平的提升和科研氛围的改善有很多自己的想法。
“目前国内的课题大多时间较短,而且经常考评,这很难让科研人员静下心来做研究。
科学研究特别是基础研究不能急功近利,要营造‘十年磨一剑’的宽松环境。
”丁洪说。
他建议要给科研人员更多自主权,并鼓励科研人员努力转化成果。
“国家应加大支持力度,在制度上鼓励和保障科研人员将自己的研发成果有效地转化成生产力。
”作为第一批全职回国的高端人才,丁洪常常被问“螃蟹好不好吃”。
“我说,你们都知道螃蟹是很好吃的。
希望我的选择能影响和带动更多的海外人才回国。
对中国未来科研的发展,我非常看好。
”丁洪信心满满。
“祖国将是我梦想开花结果的圣地”从博士、博士后、助理教授、副教授到正教授,丁洪可以说实现了很多留洋学子眼中标准的“美国梦”。
然而,丁洪心中真正的梦想却一直没能在美国实现。
建设一条世界上最好的光束线站,一直是丁洪的夙愿。
可是在美国的18年,他一直苦于没有机会主持实验,实现这样的光束线。
于是,离梦想渐行渐远的丁洪暗暗萌生去意。
2007年,一个电话让丁洪的“去意”多了几分坚定。
“电话是中科院物理所打来的,想请我加盟,态度十分诚恳。
”在物理所大力邀请下,丁洪回国考察。
“回国后,最大的感受是国家对人才的高度重视,对发展尖端科技的决心和远见。
铁基超导:让我们出乎意料
铁基超导:让我们出乎意料——2008十大科学进展解读(二)--------------------------------------------------------------------------------本报记者陈瑜2008年以前,假如一位学生在参加研究生入学面试时,将铁基化合物列为高温超导材料,该学生只会不及格。
这种假设透露了一个信息:该学生对基础知识的掌握不过关。
铁基材料通常具有铁磁性,被认为最不具备成为高温超导材料的条件。
但历史开了一个大玩笑。
在美国《科学》杂志公布的2008年十大科学进展中,铁基高温超导材料名列其中。
在由科技日报社组织,部分院士、多家中央新闻单位以及该报读者参与评选的“2008年国内十大科技新闻”中,该发现同样入围。
———事件回放———铁基化合物惊现超导特性2008年2月23日,日本科学技术振兴机构和东京工业大学联合发布公报称,东京工业大学教授细野秀雄的研究小组合成了氟掺杂钐氧铁砷化合物。
该化合物是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。
纯粹的这种物质没有超导性能,但如果把化合物中的一部分氧离子转换成氟离子,它就开始表现出超导性,并且在26K(零下247摄氏度)时具有超导特性。
但是26K的临界温度并没有突破麦克米兰极限(一般认为,传统超导临界温度最高只能达到39K,被称为麦克米兰极限)。
临界温度可达到55K一个多月后,中国科学技术大学微尺度国家实验室的陈仙辉教授和中国科学院物理研究所的王楠林研究员领导的研究小组几乎同时发现新的铁基高温超导材料,其超导临界温度超过了40K。
紧接着,中国科学院物理研究所的赵忠贤院士领导的研究小组又将这一纪录提高到55K。
“该材料是除铜氧化合物高温超导体之外,第一个临界温度超过40K的非铜氧化合物超导体,突破了…麦克米兰极限‟。
”丁洪认为,这也使人们相信铁基高温超导材料不是传统超导体。
———新的突破———打破铜氧化合物垄断“该发现最大的意义在于实现了高温超导基础研究领域上新的突破,为新型高温超导研究指明了一个新的方向。
超导输电技术发展现状与趋势
超导输电技术发展现状与趋势摘要:由于我国电力资源与负荷资源分布极度不匹配,电力的远距离输送不可避免,特别是未来可再生能源的规模开发与利用,将会进一步加剧这种不匹配的格局,大规模的电力远距离输送在我国尤其重要。
超导输电技术是实现大规模电力远距离输送的潜在解决方案之一,近年来在国际上得到了较快发展,我国也有了很好的研究开发基础。
该文对我国超导输电技术的需求进行了分析,介绍了国内外超导输电技术发展的现状,分析了超导输电技术发展趋势,并提出了有关发展对策与建议。
关键词:超导输电技术,发展现状前言:随着化石能源的日益枯竭以及日益增长的环境压力等因素的驱动,人们已经认识到必须大力发展可再生能源,并逐步实现可再生能源替代化石能源的新能源变革[。
近年来,欧洲、美国和中国等国家的可再生能源发展十分迅速,装机容量增长速度年均超过 20% 。
2009 年,欧盟国家新增的电力装机中,可再生能源发电装机已占到62%以上[4],超过了传统能源发电的新增装机。
随着技术不断进步,可再生能源发电的单位成本呈逐年下降趋势。
根据欧洲、美国和日本等发达国家和地区的预计,到2020 年,光伏发电基本上可以实现平价上网。
2011 年,欧洲可再生能源委员会出版了一份名为《Re-thinking 2050》的报告报告预测: 按照目前欧洲可再生能源的发展速度,到 2020 年,欧洲新增的电力装机将全部来自可再生能源; 报告也大体勾画了到 2050 年实现100% 可再生能源供应体系的路线图。
2011 年 1 月份,德国环境咨询委员会提交了一份名为《建立一个 100% 的可再生能源电力系统》的报告,该报告得出结论,到 2050 年,德国电力 100% 由可再生能源供应是可能的。
世界观察研究所的报告认为]: 到2050 年,中国可再生能源将达到总能源需求的40% ~ 45% 。
由此可见,可再生能源将在未来得到快速发展,而化石能源的比重将逐渐降低。
一,超导输电技术的优势超导输电技术是利用高密度载流能力的超导材料发展起来的新型输电技术,超导输电电缆主要由超导材料、绝缘材料和维持超导状态的低温容器构成,图1 和图2 分别是常温电绝缘和低温电绝缘的超导输电电缆的示意图。
赵忠贤:最牛的超导研究,最真的超然人生
赵忠贤:最牛的超导研究,最真的超然人生作者:吴志菲来源:《时代邮刊·上半月》2017年第03期1911年,荷兰物理学家昂内斯意外地发现,将汞冷却到4.2K时,汞的电阻突然消失。
两年后,他的这一“超导”发现获得诺贝尔奖。
2017年1月9日,北京人民大会堂。
赵忠贤凭借超导领域的研究站上国家最高科学技术奖的领奖台。
在许多人眼里,赵忠贤就是个带着东北口音的逗趣老爷子。
走近赵忠贤,对“超导”、对“生命的阻力”,会有新的认识。
“醒得早”的“北京的赵”超导临界温度很低,广泛应用受到影响。
正因如此,超导竞赛—直在全世界悄悄进行着,吸引了无数科学家的目光。
科学家麦克米兰根据获1972年诺贝尔奖的BCS理论计算,认为超导临界温度最高不大可能超过40K,他的计算得到了国际学术界的普遍认同,40K也因此被称作“麦克米兰极限”。
1974年2月,赵忠贤到英国剑桥大学冶金与材料科学系超导组进修。
在剑桥大学,他的指导老师艾维兹博士提出了一个供他选择的研究范围,于是他开始了有关第Ⅱ类超导体中磁通流动问题的研究。
在不到一年的时间里,赵忠贤发现了第Ⅱ类超导体量子磁通线在不可逆运动过程中,从非线性区到线性区转变的临界点和临界电流呈线性关系。
1975年9月,赵忠贤回国。
两年后,他在《物理》杂志上撰文,指出结构不稳定性又不产生结构相变可以使临界温度达到40—55K,并提出复杂结构和新机制在某些情况下甚至可以达到80K。
挑战由经典理论推导出的麦克米兰极限,以至于当时不少人认为“赵忠贤胆子实在是太大了”。
那场争分夺秒的超导竞赛中,赵忠贤团队在极端落后的实验条件下夜以继日地工作,撸起袖子加油干。
没有设备,赵忠贤就带领团队用“淘”来的闲置品改造,他戏称为“土炮”,连烧样品的炉子都是自己动手制的。
“别小瞧我这‘土炮’,管用着呢!”尽管条件艰苦到在被窝里捉老鼠,但赵忠贤仍旧乐观地认为,自己的相对劣势没有那么大。
科学研究是一项需要极大毅力的工作。
铁基超导体
铁基超导体对于现代人来说,超导已经不再是一件什么神秘的事情了,普通的中学生就已经知道了所谓的超导现象:当导体的温度降到一个临界温度时电阻会突然变为零。
处于超导状态的导体称之为超导体。
超导体除了电阻为零的特殊性质之外,人们后来又发现了它的另一个神奇的性质——完全抗磁性,也就是说超导体内的磁感应强度为零,把原来存在于体内的磁场也完全“排挤”出去。
这一现象也被称为“迈斯纳效应”。
正是由于超导体的这一性质,而铁基材料通常具有铁磁性,因此被认为最不具备成为高温超导材料的条件。
但最近的科研结果却打破了这一传统的束缚,铁基超导材料成为了高温超导研究领域的一个“重大进展”。
铁基超导体的发现历程高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度,电阻突降至零。
1986年,美国科学家发现了第一种高温超导材料——镧钡铜氧化物。
自那以后,铜基超导材料成为全世界物理学家的研究热点,超导体的临界温度也不断“飙升”,在短短几年中,铜氧化合物的超导临界转变温度就被提高到134K(常压)和164K(高压)。
然而直至今日,对于铜基超导材料的高温超导机制,物理学界仍未形成一致看法,这也使得高温超导成为当今凝聚态物理学中最大的谜团之一。
因此很多科学家都希望在铜基超导材料以外再找到新的高温超导材料,从而能够使高温超导机制更加明朗。
2008年2月23日,日本科学技术振兴机构和东京工业大学联合发布公报称,东京工业大学教授Hosono的研究小组合成了氟掺杂钐氧铁砷化合物。
该化合物是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。
纯粹的这种物质没有超导性能,但如果把化合物中的一部分氧离子转换成氟离子,它就开始表现出超导性,并且在26K(零下247摄氏度)时具有超导特性。
其实在2006和2007年Hideo Hosono小组就已经分别报道在LaFePO 和LaNiPO 材料中发现转变温度为2到7K的超导电性。
但这一次却立刻引发了人们对这一体系的强烈关注(下图为LaFeAsO的晶体结构)。
近年来我国科技成就
近年来我国科技成就篇一:新中国科技领域取得的巨大成就新中国科技领域取得的巨大成就(1)航天技术在火箭方面,目前我国的长征火箭家族已经发展为9种型号的火箭系列,可以覆盖低轨道、中高轨道和高轨道等太空轨道,运载能力从1.5吨到9.2吨,其中低轨道最高运载能力高达9.2吨,高轨道运载能力最高达到5吨。
长征系列火箭标志着我国航天技术具有坚实的基础,基本上具备了发射世界上不同轨道、不同重量卫星的能力,是世界航天发射市场上具有较高知名度和信誉度的高技术产品。
在人造卫星方面,我国也取得了举世瞩目的成就。
我国已经成功地发射了科学实验卫星、通信卫星和气象卫星三大系列50多颗各种轨道卫星,而且掌握了技术复杂的卫星回收技术和地球同步卫星控制技术。
继著名的两弹一星之后,目前我国已经拥有50多颗在轨卫星,并且掌握了复杂的卫星回收技术和地球同步卫星技术。
在载人航天方面,我国科学家的突出成就同样令世人为之瞩目。
载人航天工程包括航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、航天发射场、着陆场和航天测控与通信七大系统,涉及的学科领域广泛,技术含量密集。
我国于1992年开始实施载人航天工程,全国3000多家单位数以万计的工作人员先后参与研制、建设和实验。
十年来,工程技术人员继承并发扬中国日益成熟的航天技术,探索了一条具有中国特色的载人航天发展之路,突破了一大批具有自主知识产权的核心技术,提升了信息、材料、能源等新兴学科的整体水平。
20xx年,我国先后两次成功地发射了神舟一号和二号宇宙飞船,在世界上仅次于美俄之后。
20xx年3月25日,我国又在酒泉卫星发射中心发射了“神舟”三号宇宙飞船,并且获得了圆满成功。
“神舟”三号飞船的成功发射和返回,表明我国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行打下了坚实基础;“神州”五号这次发射是人类探索太空史上的一次重大成就。
继俄罗斯和美国之后,中国成了世界上第三个将人类送入太空的国家。
同时也表明我国利用飞船开展空间科学研究和空间资源开发进入了新的发展阶段,对促进我国科学技术发展和国民经济建设有着重要的意义。
《一辈子就做一件事》阅读练习及答案
二、阅读下面的文字,完成文后各题。
一辈子就做一件事——记国家最高科技奖得主赵忠贤詹媛赵忠贤1964年从中国科学技术大学技术物理系毕业,被分配到中国科学院物理研究所,除去搞国防任务的五年,一直从事超导研究,他所做的主要工作就是探索高温超导体。
超导现象最早由一位荷兰科学家于1911年发现,指某些材料在低于一定的临界温度下电阻为零的现象。
“假如超导现象能在常温下实现,远程超高压输电将没有损耗,能节省很大电量。
”中国科学院物理研究所所长王玉鹏说,医疗中常用的核磁共振仪器,其核心部件就是超导磁体。
在探索十余年后,赵忠贤迎来了第一个科研高峰——1987年2月,他带领团队独立发现液氮温区高温超导体,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,掀起了国际高温超导研究的热潮。
赵忠贤因此于1987年获得第三世界科学院TWAS物理奖,他也成为首次获此奖项的中国科学家,这一成果在1989年又获得了国家自然科学集体一等奖。
随后,低谷不期而至。
20世纪90年代中后期,国际物理学界在通过铜氧化物超导体探索高温超导机理的研究上遇到了瓶颈。
国内的研究也遇冷,有人转投其他领域,但赵忠贤却坚持要坐“冷板凳”。
“热的时候要坚持,冷的时候更要坚持。
”忆及这段往事,他说,“我当时很正常,不痴迷也不呆傻。
我认为超导还会有突破,所以才坚持。
”多年的坚守之后,赵忠贤科研人生的另一个高峰出现在了“大家想都不敢想”的方向上——赵忠贤与国内的同行分别打破了国际物理学界普遍认为的40K 以上无铁基超导的“禁忌”。
2008年,赵忠贤带领其团队不仅发现了系列50K以上铁基高温超导体,还创造了大块铁基超导体55K的纪录,这项研究又为他赢得了国家自然科学奖一等奖,而他本人则在2015年被授予国际超导领域的重要奖项——Matthias奖。
在跌宕起伏之间,赵忠贤对“初心”的追逐从未变过,用他的话说:“我这辈子只做一件事,那就是寻找更好的超导材料。
新材料科学:超导体的研究进展
新材料科学:超导体的研究进展超导体是一种具有特殊电性和磁性的材料,其在低温状态下能够无阻力地输送电流,且不排斥磁场。
自20世纪初,超导现象被首次发现以来,科学界对于超导体的研究不断深入,技术亦在不断演进。
随着新材料科学的发展,各类新型超导体的出现为我们提供了新的研究思路与实践可能,给电子、能源、交通、医疗等领域带来了潜在革命性的变化。
超导现象的基本理论超导的定义与特点超导现象是指某些材料在低于其临界温度时表现出完全电阻为零和排斥磁场的特性。
超导体的两大主要特点包括:零电阻状态:在超导态下,通过超导体的电流不会产生热量损失,这使得电能传输效率达到极致。
迈斯纳效应:即超导体能够将外加磁场排斥出去,材料内部的磁场强度降至零。
这一特性使得超导体具有独特的抗磁性,有广泛应用于磁悬浮等领域。
理论模型超导现象可以通过两大理论模型进行理解:BCS理论和伦敦方程。
BCS理论:1957年,巴丁、库珀和施里弗提出BCS理论,解释了超导状态下电子如何以“库珀对”的形式存在,从而无障碍地流动。
电子之间由于声子的相互作用形成成对状态,即使在极低温环境下也不会发生散射。
伦敦方程:由伦敦兄弟于1935年提出,该方程描述了超导体中磁场如何伴随着材料的进入与退出,进一步解释了超导体的迈斯纳效应。
超导材料的发展历程超导材料的发展大致可以分为以下几个阶段:早期超导材料低温金属超导体:如铅(Pb)、铌(Nb)、锡(Sn)等金属元素,在极低温度下表现出超导性。
这一时期的研究侧重于探索各种金属和合金的液氦温度下的超导特性。
高温超导体的发现铜氧化物高温超导体:1986年,约瑟夫·阿尔维和亚历山大·穆勒发现了第一种高温超导材料—铋钙锰氧化物(Bi₂Sr₂CaCu₂O₈),其在临界温度为92K左右。
这一发现开启了高温超导材料研究的新纪元,使得科研人员对新型陶瓷类超导材料产生了浓厚兴趣。
铁基超导体铁基高温超导体:2008年,中国科研团队首次发现铁基高温超导体(如LaFeAsO),其临界温度可达到55K。
铁基高温超导材料的研究进展
铁基高温超导材料的研究进展近年来,铁基高温超导材料引起了科学界的广泛关注。
这类材料具有重要的理论和应用价值,因此吸引了众多科学家的研究兴趣。
本文将从材料的发现历程、物理性质、制备方法和应用前景等方面,对铁基高温超导材料的研究进展进行探讨。
一、材料的发现历程铁基高温超导材料的发现可以追溯到2008年,当时日本科学家在ODFeAs中发现了超导转变温度高达55K的现象,这一突破引起了科学界的轰动。
接着,各国的科研团队纷纷进入到该领域进行探索,相继发现了其他类型的铁基高温超导材料,如LaFeAsO、BaFe2As2等。
这些发现为进一步的研究奠定了基础。
二、物理性质铁基高温超导材料具有很多特殊的物理性质。
首先,它们的超导转变温度相对较高,甚至可以高达超低温液氦的沸点-268.95℃。
其次,铁基高温超导材料表现出复杂的电子结构和磁性行为,如多带结构和自旋密度波等。
这些特性使得铁基高温超导材料在研究中备受关注,并被认为是理解高温超导机制的重要窗口。
三、制备方法目前,已经发现的铁基高温超导材料的制备方法主要有固相法、溶胶法和气相沉积法等。
固相法是最早采用的方法,它通过高温反应合成超导材料。
溶胶法则是利用溶液的化学反应来制备,这种方法成本较低且适用性广。
而气相沉积法是通过气体在固体表面沉积形成超导材料,可以制备大面积、高质量的薄膜材料。
这些制备方法的发展为铁基高温超导材料的研究提供了可靠的实验基础。
四、应用前景铁基高温超导材料具有广阔的应用前景。
首先,它们在能源领域有着巨大的潜力。
高温超导材料的研究和应用可以提高电力输送效率,减少能源损耗。
其次,铁基高温超导材料还可以应用于磁性材料和传感器等方面。
这些应用领域的拓展将促进铁基高温超导材料的进一步研究和发展。
总结起来,铁基高温超导材料是当前研究的热点之一,其物理性质和应用前景使其成为材料科学领域的重要组成部分。
随着研究的不断深入,相信铁基高温超导材料的研究进展将为我们揭示更多的科学奥秘,并在实际应用中发挥重要作用。
铁基超导材料研究进展
铁基超导材料研究进展作者:万勇来源:《新材料产业》2017年第07期2008年2月,日本东京工业大学Hideo Hosono教授团队的研究发现,铁基氧磷族元素化合物LaOFeAs中,将部分氧(O)以掺杂的方式用氟(F)取代,可使其临界温度达到26K,这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮。
我国科研人员凭借在该领域的长期积累,开展了一系列卓有成效的研究工作,发现了众多新型超导结构类型,创造了56K的最高超导转变温度的世界纪录,并在超导机理方面取得了一系列的进展。
目前为止,发现的铁基超导材料主要有铁磷族和铁硫族化合物。
铁基超导材料大致可以分为以下几大体系:①“1111”体系,包括LnOFePn(Ln=La、C e、P r、N d、S m、G d、T b、D y、H o、Y;Pn=P、As)以及DvFeAsF(Dv=Ca、Sr)等;②“122”体系,包括AFe2As2(A=Ba、Sr、K、Cs、Ca、Eu)等;③“111”体系,包括AFeAs(A=Li、Na)等;④“11”体系,包括硒化亚铁(FeSe)、碲化亚铁(FeTe)等。
此外,近年来,陆续还有一些新的体系出现,如以Sr3Sc2O5Fe2As2为代表的“32522”体系、以Sr4Sc2O6Fe2P2为代表的“42622”体系,以及以La3O4Ni4P2为代表的“3442”体系等[1-3]。
一、铁基超导材料的研究新进展1.新材料的制备中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室陈仙辉教授团队通过水热反应方法,制备出一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物:(Li0.8Fe0.2)OHFeSe,其超导转变温度达40K以上,该新材料由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成,两者之间由极其微弱的氢键相连。
测量结果显示,该材料在约8.5K的低温存在反铁磁序,并与超导电性共存[4]。
美国艾姆斯国家实验室与德国波鸿鲁尔大学合作,制备出一种纯单晶铁基超导材料CaKFe4As4,在没有少量掺杂剂(如钴、镍)存在的情况下,临界温度高达35K。
铁基超导研究:以老带新坐热基础研究“冷板凳”
铁基超导研究:以老带新坐热基础研究“冷板凳”作者:暂无来源:《发明与创新·大科技》 2014年第3期邱晨辉1月10日,以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所(下称“物理所”)和中国科学技术大学(下称“中科大”)团队,凭借"40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”,获得了2013年国家自然科学一等奖,这是中国自然科学领域的最高奖。
此前,这一科学成果早已在国际学界名声斐然。
国际知名科学刊物《科学》在“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的专题评述中评价道:“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。
”这对基础研究相对薄弱的中国来说十分不易。
更让人感慨的是,这样一个巨大的科学成果,9位主要完成人平均年龄只有49岁,倒推到实验完成时的2008年,这一数字还要减去5岁,这还未把平均年龄20多岁的博士生算进去。
可以说,在金融管理等实用专业火爆、基础研究专业相对被忽视的今天,仍有很多年轻人坚守在科学路上。
锲而不舍才能突破“失败”超导,全称超导电性,是指某些材料降低到某一临界温度,电阻突然消失的现象。
具备这种特性的材料称为超导体。
科学家麦克米兰根据传统理论计算推断,超导体的转变温度不能超过40K(约-233℃)。
然而,人类对超导的应用是否确实只能被限制在40K以下,还是麦克米兰使用的传统理论本身存在缺陷?40K麦克米兰极限温度是否可能被突破?物理学家要做的是在一次又一次的实验中去证实或证伪这个问题。
1986年,两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的35K铜氧化物超导体,很快包括中国科学家在内的研究团队将铜氧化物超导体的临界转变温度提升到液氮温区以上,突破了麦克米兰极限温度,使它成为高温超导体。
2007年10月以来,物理所研究员王楠林、陈根富研究组也加入这个研究的行列。
也就是在那时,在读博士董靖开始零距离接触超导。
此前,在董靖心目中,科学家是一出手就解决问题的“大牛”。
人物专访范文:致力自主研发 做世界超导研究的领路者
致力自主研发做世界超导研究的领路者记中国科学院物理研究所研究员、超导国家重点实验室主任周兴江超导是指某些物质在极低温度条件下电阻降为零的性质,1911年由荷兰物理学家H·卡茂林·昂内斯发现,并且许多金属具有超导电性。
这种在一些材料中会产生的零电阻、完全抗磁性的奇特且吸睛的物理现象,吸引着众多世界各国的物理学家们不断研究和探寻。
在众多探索者中,有这样一位科学家,他带领团队孜孜不倦地探索着超导世界,并取得了世界瞩目的成绩。
他就是我国著名物理学家周兴江。
超导领域的优秀探索者周兴江,1966年生,江苏淮阴人,研究员,博士生导师,中国科学院物理研究所研究员,超导国家重点实验室主任;清华大学学士、硕士;1994年中科院物理所博士,1995-1997德国Stuttgart马普固体所洪堡学者;1997-2004年美国斯坦福大学同步辐射实验室物理学者,兼美国Berkeley国家实验室先进光源的束线科学家;2003年因”对高温超导体的角分辨光电子能谱深入研究”获得美国先进光源的 David A. Shirley ”杰出科学成就”奖;2004年入选中科院”百人计划”;2005年获“国家杰出青年基金”;2006年获茅以升北京青年科技奖;2008年获得首届周光召基金会”杰出青年基础科学奖;2013年荣获“2013年度华人物理学会亚洲成就奖(AAA,RobertT.PoePrize)”,以表彰他在发展光电子能谱技术和对超导研究的杰出贡献;2015年,获得了“第三世界科学院TWS物理奖”,该奖项至今只有9位国内学者获奖,除周兴江以外,前8位均为院士;2016年1月8日,在国家科学技术奖励大会上,他领衔完成的“真空紫外激光角分辨光电子能谱系统研制和相关科学问题研究”被授予国家自然科学奖二等奖。
周兴江长期从事对高温超导材料等先进材料的探索,光学性质和电子结构的研究。
他使用高分辨率角分辨光电子能谱对高温超导体等先进材料的研究取得重要成果。
让中国超导材料问鼎世界——记我国著名的超导和稀有金属材料专家周廉院士
让中国超导材料问鼎世界——记我国著名的超导和稀有金属
材料专家周廉院士
金佰莉
【期刊名称】《稀土信息》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】周廉院士,我国著名的超导和稀有金属材料专家。
1940年3月出生于吉林省舒兰县。
1963年毕业于东北工学院,同年分配到北京有色金属研究院工作;1969年调到宝鸡有色金属研究所工作;1979年,由教育部派往法国国家科学院进修;1984年起,任西北有色金属研究院常务副院长;1994年遴选为中国工程院首批院士;1998年当选为九届全国人大代表。
【总页数】2页(P23-24)
【作者】金佰莉
【作者单位】(Missing)
【正文语种】中文
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新型超导体材料的研究和应用
新型超导体材料的研究和应用超导材料是一类具有极低电阻和强磁性的材料。
在低温和外部磁场的作用下,它们可以失去电阻,让电流在其中自由流动。
这种现象是由于超导体内部电子间的配对导致的。
然而,传统的超导体必须在极低温下才能发挥出这种特殊性质。
因此,人们一直在寻找新型超导体,以便扩大其应用范围。
本文将介绍新型超导体材料的研究和应用,并探讨其未来的发展趋势。
一、新型超导体材料的研究在过去的数十年里,科学家们发现了许多新型超导体材料,如铁基超导体、锗基超导体、氢化物超导体等。
这些新型超导体相较于传统超导体具有更高的临界温度和更强的超导性能。
其中,铁基超导体是最为活跃的研究领域之一。
它们以铁的离子为基础,与氧原子和其他元素形成复杂的化合物。
铁基超导体的研究始于2008年,迄今已经发现了数百种铁基超导体。
其中,一些铁基超导体的临界温度已经接近室温,如2015年发现的LaFeAsO1-xFx,其临界温度高达47K,可在极低温条件下获得强大的超导性能。
氢化物超导体是最新的一个超导体研究领域。
2019年,科学家发现,当将适量的氢和铯压缩到极高的压力下,可形成一种超导性能极强的材料。
该材料的临界温度高达250K,这意味着它可以在相对温暖的条件下使用。
其制备工艺尚不完善,需要进一步改进。
二、新型超导体材料的应用超导材料的应用十分广泛,如核磁共振、磁悬浮列车、医学成像等。
随着新型超导体的不断研发,它们的应用也在不断扩大。
1. 能源领域超导电缆是一种可以输送高电流的电缆,其基本结构是由超导材料制成的线圈,它可以在极低温度下运行,几乎不产生能量损失。
因此,它可以大大提高电力输送效率,节约能源资源。
2. 成像诊断领域超导材料可以制成磁共振成像(MRI)设备的磁体。
MRI是一种无创性的成像诊断技术,可以为医生提供人体内部的图像信息,支持疾病的诊断和治疗。
超导材料制成的磁体可以提供更强的磁场,提高MRI的分辨率和准确性。
3. 航空航天领域超导材料可以被用于磁悬浮列车和磁悬浮飞行器的推进器。
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中国铁基超导研究吸引全世界瞩目02008年3月,铁基超导研究竞争全面铺开,王楠林和他的同事经常要过着这样的生活:在实验室工作到凌晨,回家冲个澡,休息几个小时甚至个把钟头,便又回到实验室开始新一天的工作。
1911年,荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯发现超导之后,已经有10人因超导研究获得诺贝尔奖。
因此,对超导机理以及全新超导体的探索,是当今物理学界最重要的前沿问题之一,被誉为"20世纪最伟大的科学发现之一"。
如此重要的领域,中国科学家自然不能缺席。
自2008年以来,他们将目光逐步对准了铁基高温超导体。
这种超导体以铁为关键化学元素,与1986年欧洲科学家发现的铜氧化物高温超导体相比,在工业上更加容易制造,同时还能够承受更大的电流,具有更广泛的应用。
物理所和中国科学技术大学(以下简称中科大)的中国科学家不仅首先使铁基超导体突破了"麦克米兰极限温度"(40K,约零下233摄氏度),创造了铁基超导体临界转变温度的世界纪录,并且在铁基超导的电子结构、物性和机理研究方面均达到国际一流水平,形成了强大的中国超导团队。
"一个或许本不该让我惊讶的事实就是,居然有如此多的高质量文章来自北京,他们确确实实已进入了这一(凝聚态物理强国的)行列。
"着名理论物理学家、美国佛罗里达大学教授Peter Hirschfeld评价道。
超导中的璞玉早在2006年,陈根富在德国马克斯-普朗克学会做访问学者时,就对当时报道的镧氧铁磷超导体很感兴趣,并认为用砷取代磷也可能具有超导等非常规的物理性质。
2007年9月,陈根富一加入物理所王楠林研究组,就提出要做镧氧铁砷超导材料的制备研究,并计划开展其他稀土替代物铈氧铁砷等材料的合成。
但稀土元素镧、铈等容易氧化,砷在空气中又可能氧化生成砒霜。
因为缺乏手套箱等基本设备,陈根富只得放弃镧氧铁砷材料的多晶制备,从难度更大的单晶生长入手。
为尽量避免稀土和砷粒被氧化,陈根富一边戴着医用胶皮手套和口罩防止砷中毒,一边迅速取出玻璃管中封存的砷和稀土,称量后立即将其封入钽管,放入高温炉中促使其进行单晶生长。
经过一段时间的摸索,闪着银白色金属光泽的片状化合物单晶合成出来,后确认为铁砷。
尽管没有生长出预期的镧氧铁砷单晶样品,实验结果也为后面的研究奠定了基础。
2008年2月18日,日本东京工业大学细野秀雄研究组报道在四方层状的铁砷化合物:掺氟的LaOFeAs(镧氧铁砷化合物)中存在转变温度为26K(零下247.15摄氏度)的超导电性。
虽然这个转变温度仍然低于40K,但却立刻引起了物理所从事超导研究人员的注意。
他们敏锐地发现,由于铁的3d轨道电子通常倾向形成磁性,因此在该种结构体系中出现26K超导非同寻常,极有可能具有非常规的超导电性。
"镧氧铁砷不是孤立的,26K的转变温度也大有提升空间,类似结构的铁砷化合物中很可能存在系列高温超导体。
必须抓住机遇,全力以赴!"中科院院士赵忠贤和团队成员得出一致结论。
" 东方超导强国只有26K,远低于40K的"麦克米兰极限温度"。
当时的国际物理学界对铁基超导体仍举棋不定。
中国人的坚持彻底打消了外国人的疑虑。
"在过渡金属化合物中,除了铜氧化物,镧氧铁砷的临界温度已经非常高了。
特别是铁容易形成铁磁有序,居然能够在这么高的温度就实现超导,我们非常感兴趣。
"王楠林停下了手中的其他工作,召开组会,动员课题组全力以赴投入到铁基超导体的研究当中。
由于之前试图生长铁砷化合物单晶时积累下不少经验,陈根富很快就在刚调试好的手套箱上,以另外一种合成路径制备出临界温度超过20K的镧氧铁砷多晶样品,课题组其他成员迅速进行物性表征。
那段日子,陈根富和同事每天睡眠时间极少,不仅要自己探索新材料,还要为其他研究组提供高质量的超导样品。
当时,很多国外研究组苦于没有样品,做不了实验,纷纷向物理所请求样品支援。
美国普林斯顿大学的一位教授在E-mail中甚至提到请诺贝尔物理学奖得主P. W. Anderson给物理所所长王玉鹏写信,希望拿到一些铁基超导单晶样品。
但王玉鹏建议:"有富余的应先满足中国同行。
"随后,正如《科学》杂志一篇题为《第二类高温超导家族被发现》的报道中所说的:"接着,中国研究者(将超导研究)接管过来"。
不到一个星期的时间,中国科学技术大学陈仙辉研究组和王楠林研究组几乎同时分别在SmO1-xFxFeAs(铁基砷化物)体系和CeFeAs(O,F)中观测到了43K和41K的超导转变温度,突破了"麦克米兰极限",从而证明铁基超导体是继铜氧化物后的又一类非常规高温超导体。
这一发现在国际上引起极大轰动,标志着经过20多年的不懈探索,人类发现了新一类的高温超导体。
为进行更加系统和深入的研究,赵忠贤研究组利用高压合成技术制备出一大批不同元素构成的铁基超导材料并制作了相图。
这一成就被国际物理学界公认为铁基高温超导家族基本确立的标志。
在这一过程中,他们不仅率先使转变温度突破了50K,更创造了55K的铁基超导体转变温度世界纪录。
中国科学家争分夺秒的研究引领了国际超导研究的热潮,取得了举世瞩目的成就。
美国斯坦福大学教授Steven Kivelson感叹道:"让人震惊的不仅是这些成果出自中国,重要的是它们并非出自美国。
"截至2013年1月4日,中国科学家在铁基超导体研究上的8篇代表性论文SCI他引达到3801次,20篇主要论文SCI他引达到5145次。
2013年2月,中国科学院国家科学图书馆统计数据显示,世界范围内铁基超导研究领域被引用数排名前20的论文中,9篇来自中国,其中7篇来自物理所。
《科学》《自然》《今日物理》《物理世界》等国际知名学术刊物纷纷以专门评述或作为亮点进行跟踪报道。
中国科学家的铁基超导体工作研究也因此被评为《科学》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"。
" 25年高温超导梦中国科学家此次能够占领铁基超导研究的制高点,绝非偶然。
2008年前,高温超导家族中只有铜氧化物一枝独秀。
1986年,两名欧洲科学家发现了以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体,转变温度超过了"麦克米兰极限温度",引起科学界轰动。
第二年,赵忠贤等人也独立发现了起始转变温度在100K以上的Y-Ba-Cu-O(钇钡钢氧)新型超导体。
大大加速了全球高温超导的研究进程,并荣获1989年国家自然科学奖一等奖。
同年,经当时的国家计委批准,物理所成立了国内第一个、也是迄今为止唯一一个超导国家重点实验室。
然而热潮之后,全球的高温超导研究遇到了瓶颈。
当时热门的铜氧化物高温超导体属于陶瓷性材料,制作工艺极其复杂,难以大规模应用。
而且其中丰富物理内涵的高温超导机理也没有得到解决。
20世纪90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挖掘殆尽。
与之相伴的是,在各种国际学术期刊发表高温超导的论文越来越难,特别是高影响因子的期刊。
国内的高温超导研究也因此遭到了沉重打击,不少研究人员转向其他领域。
但赵忠贤等人坚信"作科学研究是为了探索物质世界的奥秘",顶着"没有好文章"的压力,继续在某些具有特殊磁或电荷性质的层状结构体系中探索可能存在的高温超导体。
十年磨一剑。
在中科院物理所和中国科学技术大学的科学家们锲而不舍的坚持之下,终于找到了第二类高温超导家族。
与第一类高温超导家族相比,铁基超导体三维性更强,自身的物理问题很丰富,有可能填补一些临界温度高的超导体不能满足的方面,在临界磁场和临界温度较高的器件方面发挥巨大的作用。
比方说,铁基超导薄膜带材在4.2K温度和30特拉斯磁场下,超导临界电流密度可以达到每平方厘米10万安培,未来可以应用于MRI和储能等方面的超高强磁场领域。
"对铁基超导体的研究或许能够成为打开高温超导迷宫之门的钥匙。
"《科学美国人》评价道。
但赵忠贤也强调,所有超导体包括金属合金超导体在应用的角度来讲都是互补而不是替代的。
因此,铁基超导家族的发现只是一个开始,此次获奖也将是对人们思想解放的一次鼓励。
中国超导团队中国在铁基超导上的成就绝非只是最初四个研究组的功劳。
来自各个科研院所的科学家在铁基超导上的研究成果为中国打造了强大的超导团队。
"中国在超导基础研究方面有一支竞争力非常强的人才队伍,其浩繁的任务量不是靠几个人或几个课题组就能完成的。
"王楠林认为,从合成材料到物理实验、第一性原理计算,再到微观理论,都有中国科学家在参与,特别是重要的实验技术都有中国人的身影,这种整体的进步更能让人看到中国在铁基超导体方面的成绩。
" 25年高温超导梦中国科学家此次能够占领铁基超导研究的制高点,绝非偶然。
2008年前,高温超导家族中只有铜氧化物一枝独秀。
1986年,两名欧洲科学家发现了以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体,转变温度超过了"麦克米兰极限温度",引起科学界轰动。
第二年,赵忠贤等人也独立发现了起始转变温度在100K以上的Y-Ba-Cu-O(钇钡钢氧)新型超导体。
大大加速了全球高温超导的研究进程,并荣获1989年国家自然科学奖一等奖。
同年,经当时的国家计委批准,物理所成立了国内第一个、也是迄今为止唯一一个超导国家重点实验室。
然而热潮之后,全球的高温超导研究遇到了瓶颈。
当时热门的铜氧化物高温超导体属于陶瓷性材料,制作工艺极其复杂,难以大规模应用。
而且其中丰富物理内涵的高温超导机理也没有得到解决。
20世纪90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挖掘殆尽。
与之相伴的是,在各种国际学术期刊发表高温超导的论文越来越难,特别是高影响因子的期刊。
国内的高温超导研究也因此遭到了沉重打击,不少研究人员转向其他领域。
但赵忠贤等人坚信"作科学研究是为了探索物质世界的奥秘",顶着"没有好文章"的压力,继续在某些具有特殊磁或电荷性质的层状结构体系中探索可能存在的高温超导体。
十年磨一剑。
在中科院物理所和中国科学技术大学的科学家们锲而不舍的坚持之下,终于找到了第二类高温超导家族。
与第一类高温超导家族相比,铁基超导体三维性更强,自身的物理问题很丰富,有可能填补一些临界温度高的超导体不能满足的方面,在临界磁场和临界温度较高的器件方面发挥巨大的作用。
比方说,铁基超导薄膜带材在4.2K温度和30特拉斯磁场下,超导临界电流密度可以达到每平方厘米10万安培,未来可以应用于MRI和储能等方面的超高强磁场领域。