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中国超导研究揭秘——走近中国国家实验室

http://jczs.sina.com.cn 2002年9月11日 10:47 科技日报

  超导作为一种广义的量子相变,具有深厚的物理内涵。新高温超导体的不断发现和越来越多应用产品的出现,使超导研究成为凝聚态领域的核心课题之一。因此,超导国家重点实验室也成为国内这一学科的重要研究基地和对外学术交流的窗口。

  提到我国的超导研究,人们会很自然地想到1987年初赵忠贤院士领导的小组所作出的轰动世界的工作。但究竟什么叫超导?超导实验室是何时建立发展的?超导研究的意义是什
么?这些问题也许并不为多数人所知。

  在超导国家重点实验室的一间普通的办公室里,实验室副主任郑东宁研究员接受了记者的采访。他向记者介绍说:超导是一种很多物质在低温下体现出的特别现象,主要表现在电阻在一定的温度下完全消失了,变为零电阻,使导电没有任何阻力称之为超导。超导是一种宏观的量子现象,用较形象的语言来说,它是一种集体运动,就如同幼儿园的小孩过闹市,如果让他们分开过就会走散,要是有老师带领,让小朋友手拉手一起过闹市就很容易。实现超导必须具备一定的条件,如温度、磁场、电流都必须有足够的低。超导较早在很低的温度被发现,用昂贵的液氦作制冷剂,温度在零下270摄氏度以下。液氦在大气中含量极少,使用起来很不方便,因此费用非常昂贵。80年代末,发现了高温氧化物超导体,就可以用比较廉价的液氮替代液氦,在空气中70%是氮气,因此使用起来既方便也便宜。现在该实验室正围绕高温超导体的机理开展研究,即为什么高温超导体会在较高的温度下产生超导,同时寻求新的超导材料,希望超导温度能够更高,最好能在室温下不用冷却实现超导。目前的超导临界温度已提高到零下120摄氏度左右。

  谈到超导实验室的建立和发展,实验室主任闻海虎研究员告诉记者,超导国家重点实验室是1987年经国家计委批准筹建,1991年4月建成并通过验收,正式向国内外开放。1995年8月实验室通过第一次评估,获B类第一名。2000年5月通过第二次评估,被评为优秀(A类)国家重点实验室。2000年10月实验室领导实现了换届,主任是闻海虎研究员,学术委员会主任由赵忠贤院士担任。

  迄今超导实验室在基础研究和应用研究方面都取得了一系列重要进展和成果。超导实验室将自己定位在解决重大的科学问题和应用中的关键技术问题。实验室自建立以来,共承担国家攀登计划、973计划、863计划、自然科学基金、院级及其他部级项目、国际合作项目80余项,发表学术论文700余篇,其中国际主要刊物500余篇,获国家和中科院等奖项共30余项,专利12项,鉴定成果10余项。超导国家重点实验室已成为国内超导研究基地和与国际学术交流的窗口,目前已和瑞典、英国、德国、美国、荷兰、日本、俄罗斯、法国、瑞士、香港地区等开展广泛的科研合作。

  目前超导实验室的研究方向主要包括探索新型高温超导体、研究氧化物高温超导电性机理、研究超导凝聚体的宏观量子特性和解决超导应用中的关键技术问题。主要内容是进行超导新材料和新工艺的探索及化学结构特征化的研究;有选择地进行超导体物理性质和超导机理问题的研究,对具有广阔应用前景的薄膜、器件及应用材料在进行基础研究的同时,解决关键技术问题,加速超导技术向应用部门的转移。同时加强超导领域与其他学科交叉的边缘学科的研究。

  走出超导实验室,我的脑海中仍然回想着闻海虎研究员所说的,超导国家重点实验室目前的研究工作及方向正从一般的跟踪型(或大众型)向带有创新思想的探索型转变。只有成功地实现了这个转变,而且涌现出一批创新性成果,超导实验室才真正成为国际一流的超导研究基地。目前,超导实验室的全体成员正奋发拼搏,决心不辱使命,在不远的将来把超导实验室建成一个世界一流的超导研究基地。(侯铁中)


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