作者:王静 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/1/10 16:20:10
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记赵忠贤:初心不改超越不断

 

“我从来没有想过要去拿奖。”2016年末,接受媒体采访时,中科院院士赵忠贤如此了回答记者。有意思的是,“他真的拿奖已拿到手软”。

在2015年8月成为马蒂亚斯奖(Bernd T. Matthias Prize)得主后,2017年1月9日赵忠贤又摘得“2016年国家最高科技奖”桂冠。这位一心只惦记超导的科学家,除参与获得过数个集体奖项外,因高温超导研究个人所获得的奖项还有: 2014年的何梁何利科技成就奖、2013年国家自然科学一等奖、1997年何梁何利科技进步奖、1992年首届王丹萍科学奖、1989年国家自然科学集体一等奖、1988年首届陈嘉庚物质科学奖和1987年第三世界科学院物理奖。

在40多年的研究生涯中,不论物理学界热点如何变换,他始终初心不改,只踩着超导发展的节律前行。自上世纪80年代的铜氧化物高温超导浪潮到本世纪初的铁基高温超导热流,他总是能在其突破点上迅速斩获,引人注目,让人敬畏。

醒得早

如今满头白发的赵忠贤承认,自己是个“醒得早”的人。

南京大学教授闻海虎作为赵忠贤的晚辈和同行,在学生时代曾领略了赵忠贤早年在学科前沿的风采。“1986年10月,我研究生第二年刚刚开始,到四川乐山参加全国超导和低温物理大会。赵老师大约40多岁,很明显,他是当时最活跃的超导研究者,在会上介绍了一个30多K的超导体。他在上世纪70年代末就在国内杂志发表了很有深度的文章,题为《探索高临界温度超导体》。这篇文章今天读起来一点也不过时,其中一些观点至今仍然是追求新超导体的好思路。他的成功与很早关注、热爱,而且长期坚持有关”。

“他是我们同行里唯一能说出某个超导体何时何人发现的人。”中科院物理所研究员李建奇告诉媒体。

超导体——钡钇铜氧的发现是赵忠贤的一项标志性成就。

赵忠贤清楚记得,30年前,即1986年4月瑞士科学家穆勒和柏诺兹发表了钡镧铜氧在35K时出现超导现象。当时读完这篇论文后,他立即找研究所同事开展铜氧化物高温超导体的探索工作。

“那时,国家经济复苏刚刚起步,实验条件大约是现在的1%。好在做这项研究对设备的要求并不是很高。”他有些庆幸。

经过一段时间的苦熬,赵忠贤团队终于在镧钡铜氧这种化合物中首先发现了临界温度为48.6K的超导现象,同时,还发现了70K的超导迹象。几个月后,即1987年2月,他们在实验中获得了超导转变温度为93K的液氮温区超导体,并在国际上第一次准确公布了材料的组成成分:钡钇铜氧( Ba-Y- Cu-O)。

就这样,他的研究成果在国际超导研究史上写下了灿烂的一笔,为中国在国际超导领域取得一席之地,赢得了话语权。在1987年美国物理学会3月会议上,赵忠贤作为5个特邀报告人之一,进行了20分钟的发言。

1989年他因“液氮温区氧化物超导电性的发现”获得国家自然科学奖集体一等奖(排名第一)。

坚守住

“上世纪90年代中后期至本世纪初,从材料角度看,在铜氧化物家族中发现新的特别是高临界温度超导体非常困难了,各种组成都试验过了。研究工作主要集中在解答材料超导的机理,阐明物理性质或者推动应用研究。高温超导材料属于陶瓷类材料,做线材,力学强度不够,脆性太强,还需要在液氮里使用,并不容易延伸到工业领域大规模应用。”物理所研究员刘国东讲述了自己在赵忠贤指导下攻读博士时的情形。

他分析,当时若做超导机理方面研究,实验室仪器设备的种类和精度达不到要求。做材料,试验门槛相对不那么高。这类似于炒菜,炒出来是否美味可以凭借经验和积累,有耐心不断尝试就可能有发现。但炒出来的菜,营养成分如何?美味是如何形成的?则需要高精度不同种类的分析测量设备。当时超导实验室只能依靠973课题勉强维持,无法购置新的尖端设备。一些做超导研究的人,逐渐转向其他领域的研究工作,因为其他方向研究出论文、出成果会更快一些。但赵忠贤作为导师仍希望他坚持做超导。

闻海虎告诉记者,2000年到2009年,他任超导国家重点实验室主任期间,铜氧化物超导体进入啃硬骨头阶段,而设备水平与国际上相差甚远。有一天“赵老师走进我的办公室说,只要坚持,尤其是困难时候的坚持,最后一定能解决机理问题。坚持,至少就能做一些技术储备”。

土炮追击

在物理所一栋2层的旧楼里,现今仍摆放着一台看上去很笨重、没舍得处理的六面顶液压机。在这台被淘汰的设备上,不知什么时候贴上了一朵小小的带着金丝的红色蝴蝶结,在闭锁的小屋子里窃喜。据悉,它是赵忠贤趁着厂商打折时给项目组添加的装备。就是用这台液压机,赵忠贤在铁基超导研究热潮中,果然再次迅速地抢占了先机。

2008年,日本科学家发现,掺氟的镧氧铁砷材料具有26K的超导性。已60多岁的赵忠贤根据压力实验结果,提出了高温高压结合轻稀土替代的方案,再次迅速组织团队,将超导临界温度提高到50K以上,突破了传统超导体40K的理论极限,创造了大块铁基超导体55K的世界纪录,并保持至今。

他们自己配方研制的超导材料,就是用这台液压机压成的。“这台设备虽然很土,但是很管用。”赵忠贤说。

“可以肯定,若不坚持,没有思想上和技术上的储备,铁基超导研究不会有今天的成绩。”刘国东认为。

闻海虎感慨,赵忠贤对超导体,尤其是高温超导体有长期的和特殊的喜爱。因此,他几十年如一日,追求这个方向,最终取得了瞩目成果。特别是对重要的科学进展,他具有高度的敏锐性。超导研究如同波浪前行,有低谷,有波峰,每一次新的发现,都推动超导领域向前大进一步。而赵忠贤的敏锐性,使他多次准确地把握住了机会。

 
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