國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡
以敘寫先進(jìn)事例為旨要。事跡材料以先進(jìn)對象的先進(jìn)事跡為主要內(nèi)容,以敘事為主要表達(dá)方式。事跡材料所要體現(xiàn)的先進(jìn)對象的先進(jìn)思想、精神,特定的時(shí)代特征都要通過敘事予以展現(xiàn)。以下是小編為大家收集的國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡,希望對大家有所幫助。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇1】
“超導(dǎo)”是超導(dǎo)材料或超導(dǎo)體的簡稱,因具有零電阻的特性而得名?!案邷爻瑢?dǎo)”是指具有較高超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度(以下簡稱“T”)的超導(dǎo)體。中國的高溫超導(dǎo)研究起步于20世紀(jì)50年代末,但真正快速發(fā)展則是在20世紀(jì)70年代下半期以后。趙忠賢從1976年初即開始在國內(nèi)推動和開展高溫超導(dǎo)研究。在1986-1987年銅氧化物超導(dǎo)體研究的國際競爭中,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)較早地在世界上發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)銅氧化物超導(dǎo)體,并率先公布新超導(dǎo)體的成分,其團(tuán)隊(duì)獲得1989年的國家自然科學(xué)獎一等獎。1991年,他當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員。銅氧化物超導(dǎo)體研究熱潮過后,趙忠賢繼續(xù)堅(jiān)守高溫超導(dǎo)領(lǐng)域,不斷深耕,并于2008年3月,在鐵基高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域,再次斬獲佳績。2014年,他又一次作為主要完成人獲得國家自然科學(xué)獎一等獎。
趙忠賢在幾十年的科研生涯中不斷取得重要突破的原因是什么?他為何能成為中國高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的領(lǐng)航人?本文基于對趙忠賢學(xué)習(xí)和科研經(jīng)歷的考察,對以上問題展開討論和分析,以期對中國的基礎(chǔ)研究創(chuàng)新人才培養(yǎng)有所啟示。
一 早期成長和科研經(jīng)歷
趙忠賢于1941年1月出生在遼寧省新民縣。上小學(xué)時(shí),他就對自然科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在一次自然課上,老師做了一個(gè)老鼠生理活動與氧氣濃度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)增加氧氣時(shí),老鼠表現(xiàn)得很活躍,當(dāng)減少氧氣時(shí),老鼠則變得越來越怠惰。這個(gè)現(xiàn)象觸動了他,“使我對自然界產(chǎn)生了濃厚的興趣”[1]。上中學(xué)后,趙忠賢更好學(xué)了。例如,在學(xué)習(xí)平面幾何課程時(shí),他常常嘗試用各種不同的方法解幾何習(xí)題,“結(jié)果搞得床上、地上到處畫得都是各種幾何題的證明”。他回憶道,這種對新鮮事物的激情以及思考問題的學(xué)習(xí)方式,潛移默化地影響了他后來的科研生涯[2]。
1959年的一天,趙忠賢在高中班主任的桌子上發(fā)現(xiàn)一本中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)(以下簡稱“中科大”)的招生簡章。當(dāng)了解到趙忠堯、錢學(xué)森和華羅庚等眾多著名科學(xué)家在此校執(zhí)教時(shí),他便決定報(bào)考中科大。同年9月,趙忠賢以優(yōu)異的成績進(jìn)入中科大。
中科大創(chuàng)辦于1958年。為了發(fā)揮中國科學(xué)院的科研和人才優(yōu)勢,該校采用“全院辦校,所系結(jié)合”的辦學(xué)模式——各個(gè)研究所的一線科學(xué)家親自登臺講授基礎(chǔ)課。例如,吳有訓(xùn)、嚴(yán)濟(jì)慈等人講授普通物理,華羅庚、吳文俊等人講授高等數(shù)學(xué)。大學(xué)期間,趙忠賢打下了堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)。同時(shí),中科大還強(qiáng)調(diào)寬口徑培養(yǎng)人才,在學(xué)生掌握深厚數(shù)理知識和專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,鼓勵他們積極參與科研實(shí)踐活動。大學(xué)一年級,趙忠賢就曾與同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
進(jìn)入大學(xué)四年級后(當(dāng)時(shí)中科大的學(xué)制為五年),“出于對低溫世界的濃厚興趣,他以第一志愿選擇低溫物理作為自己的研究方向”[3]。中科大的低溫物理專業(yè)由中國科學(xué)院物理研究所(以下簡稱“物理所”)的低溫物理室負(fù)責(zé)對接。中國低溫和超導(dǎo)學(xué)科奠基人的洪朝生①親自為該專業(yè)學(xué)生開設(shè)低溫技術(shù)課,而中國超導(dǎo)學(xué)科的另一位奠基人——管惟炎②為他們開設(shè)超導(dǎo)物理課。他們將國際上最新的低溫、超導(dǎo)學(xué)科知識和相關(guān)研究成果融入教學(xué)中,保證了課程內(nèi)容的前沿性和高水準(zhǔn)[4]。他到了中國低溫和超導(dǎo)研究的發(fā)源地物理所之后,在管惟炎親自指導(dǎo)下開展畢業(yè)論文設(shè)計(jì),論文題目為“用超導(dǎo)體獲得均勻磁場”,這是當(dāng)時(shí)非常前沿的研究課題[5]。物理所系統(tǒng)的科研訓(xùn)練為趙忠賢之后獨(dú)立開展科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。
1964年,完成學(xué)業(yè)的趙忠賢被分配到物理所低溫物理室工作。他先是參加了由洪朝生組織的超導(dǎo)計(jì)算機(jī)器件研制任務(wù)③,大膽地將半導(dǎo)體的光刻技術(shù)應(yīng)用于超導(dǎo)器件的制備,這項(xiàng)工作一直持續(xù)到1966年。之后,趙忠賢領(lǐng)導(dǎo)開展了單極和雙極斯特林制冷機(jī)的國防研制任務(wù)。這對剛參加工作不久的他來講,是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。為了能夠按時(shí)完成任務(wù),趙忠賢經(jīng)常加班加點(diǎn),遇到不懂的地方,就到中國科學(xué)院圖書館查找資料。為了聯(lián)系材料加工業(yè)務(wù),他還要經(jīng)常出差。1969年,趙忠賢小組研制的單極2W/38K制冷機(jī),成功冷卻了電子工業(yè)部第11研究所的紅外激光雷達(dá),使其野外聯(lián)試取得成功[6]。1972年,他又作為負(fù)責(zé)人之一承擔(dān)了為微波量子放大器的應(yīng)用研制微型致冷機(jī)的國防任務(wù)[7]。這項(xiàng)工作開展后不久,趙忠賢就接到了到英國進(jìn)修超導(dǎo)物理的通知。
二 劍橋大學(xué)進(jìn)修超導(dǎo)物理
1972年3月13日,中英兩國建立大使級外交關(guān)系。同年5月25日,由英國皇家學(xué)會會長艾倫·霍奇金(A. Hodgkin)等人組成的代表團(tuán)與中方代表在中國科學(xué)院舉行會談,決定恢復(fù)中英兩國之間的科技交流[8]。當(dāng)時(shí),在周恩來總理的支持下,中國預(yù)備建立粒子加速器,發(fā)展高能物理學(xué)科。通過選派科學(xué)家代表團(tuán)到美國和歐洲等地考察的方式,獲知國際上的高能粒子加速器已開始使用超導(dǎo)磁體[9]。在此背景下,趙忠賢獲得了到英國劍橋大學(xué)進(jìn)修超導(dǎo)物理的機(jī)會。
1974年2月,趙忠賢到劍橋大學(xué)冶金與材料科學(xué)系超導(dǎo)組進(jìn)修。他的合作導(dǎo)師艾維茲(J. Evetts)的整個(gè)研究組都在開展第II類超導(dǎo)體的量子磁通釘扎和量子磁通線的運(yùn)動問題研究。同事邀請趙忠賢一起合作,但他覺得還是自己單獨(dú)做一個(gè)研究題目比較合適。他認(rèn)為,“別人都研究線性運(yùn)動。而非線性運(yùn)動的問題誰也說不清楚……但從非線性到線性過渡這塊總可以有研究的價(jià)值吧”[10]。趙忠賢選擇了第II類超導(dǎo)體在非線性區(qū)到線性區(qū)過渡區(qū)間的磁通運(yùn)動問題作為研究課題。
因設(shè)備距離較遠(yuǎn),他幾乎每天以近10公里的路程來回奔忙于調(diào)試設(shè)備、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間。不到一年,趙忠賢就發(fā)現(xiàn)了“第II類超導(dǎo)體量子磁通線在不可逆過程中,從非線性區(qū)到線性區(qū)轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)和臨界電流呈線性關(guān)系”的重要結(jié)果([2],頁437)。但艾維茲卻對其產(chǎn)生懷疑——前面已有不少人做過相關(guān)研究,均未發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果。為了證明自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠,在一位同事的建議下,趙忠賢重新選用薄的香煙紙片作為試驗(yàn)材料,最終重復(fù)出了令艾維茲滿意的結(jié)果。趙忠賢離開劍橋大學(xué)后,艾維茲讓一名博士后繼續(xù)從事他的研究,相關(guān)工作最終在國際刊物上發(fā)表,并署上了他的名字,這也是趙忠賢在國際期刊上參與發(fā)表的第一篇學(xué)術(shù)論文[11]。1975年9月中旬,他與其他十幾位進(jìn)修生一起乘火車從蘇聯(lián)轉(zhuǎn)乘回國。
三 高溫超導(dǎo)研究之路
從劍橋大學(xué)回國后,物理所所長施汝為詢問趙忠賢接下來的研究計(jì)劃。趙忠賢認(rèn)為,此時(shí)物理所的實(shí)驗(yàn)條件尚不適合開展在劍橋大學(xué)時(shí)所做的工作,而“探索高臨界溫度超導(dǎo)材料”課題不僅物理內(nèi)涵豐富,且具有較大的應(yīng)用價(jià)值。之后,他就踏上了尋找高溫超導(dǎo)材料的漫漫長路。
1. 開展高溫超導(dǎo)研究
從1976年開始,物理所低溫物理室以趙忠賢為首,聯(lián)合所內(nèi)其他3個(gè)兄弟研究室,開始在國內(nèi)開展高溫超導(dǎo)材料的探索工作,并“力爭做出些成果來”[12]。他們當(dāng)時(shí)主要的研究方向包括A-15型超導(dǎo)體的超導(dǎo)機(jī)制研究和以Pd-H系材料為中心的高德拜溫度元素化合物的超導(dǎo)材料研制。同時(shí),他還積極通過雜志向國內(nèi)同行介紹高溫超導(dǎo)研究的意義及其國際進(jìn)展,并在調(diào)研大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出了探索高溫超導(dǎo)體的幾種可能途徑[13]。翌年,在管惟炎和洪朝生等人的努力下,“探索高溫超導(dǎo)體”課題被列為中國凝聚態(tài)物理規(guī)劃的五個(gè)重點(diǎn)研究方向之一,中國的高溫超導(dǎo)研究就此全面展開。1979年2月2日,物理所決定將低溫物理室的509組獨(dú)立為超導(dǎo)體研究室,由李林擔(dān)任室主任,趙忠賢擔(dān)任副主任。同年3月,物理所制定了1979-1980年重點(diǎn)研究項(xiàng)目,將“高臨界溫度超導(dǎo)體研究”列為其中的項(xiàng)目之一[14]。
由于科研條件不足、經(jīng)費(fèi)短缺等原因,趙忠賢等人的研究重點(diǎn)放在了總結(jié)高溫超導(dǎo)體的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律方面。1978年,夏沃爾相(Chevrel Phase)超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)后,在國際上很快掀起一陣研究熱潮。國外超導(dǎo)學(xué)者歸納了與夏沃爾相超導(dǎo)化合物T有關(guān)的3條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,但鑭系的夏沃爾相超導(dǎo)化合物無法較好地適用。趙忠賢等人就根據(jù)他們過去研究超導(dǎo)化合物的經(jīng)驗(yàn),觀察夏沃爾相超導(dǎo)化合物的T與鑭系原子共價(jià)半徑的關(guān)系,提出了一系列猜想,同時(shí)也預(yù)言了產(chǎn)生高于目前T超導(dǎo)體的化合物成分,他們的猜想于1979年9月投遞給《科學(xué)通報(bào)》[15],后來被休斯敦大學(xué)的朱經(jīng)武(C. W. Chu)和貝爾實(shí)驗(yàn)室的施密特(P. H. Schmidt)等人的實(shí)驗(yàn)所證實(shí),后兩者還專門給物理所寫信索取論文的復(fù)印件。趙忠賢到美國開展學(xué)術(shù)交流時(shí),收到他們的邀請做了相關(guān)報(bào)告。不過,該工作讓他也感到稍有遺憾:“我們本來也想做這幾個(gè)化合物的試驗(yàn)工作,因?yàn)槲茨芘竭@幾個(gè)稀土元素,使工作擱置下來。” [16]
除了對現(xiàn)有超導(dǎo)體開展理論研究外,趙忠賢還參與了對新高溫超導(dǎo)體的實(shí)驗(yàn)探索工作。1980年1月至1982年4月,超導(dǎo)體研究室的羅棨光、金作文等人開展了Ti-Pd系超導(dǎo)合金的電性研究。趙忠賢在其中負(fù)責(zé)工作指導(dǎo)和參與討論。經(jīng)過兩年多的研究,他們在材料制備上取得一系列重要成果,如在國際上首次合成出新型晶態(tài)和新型非晶態(tài)超導(dǎo)體TiPd。此外,在非晶態(tài)超導(dǎo)體中還發(fā)現(xiàn)了尺寸效應(yīng)的反?,F(xiàn)象,這一現(xiàn)象為探索新高溫超導(dǎo)體提供了有益借鑒[17]。上述結(jié)果發(fā)表后不久便引起一些國際同行的關(guān)注[18]。
2. 參與國際高溫超導(dǎo)學(xué)術(shù)交流
在從事高溫超導(dǎo)研究的同時(shí),趙忠賢還積極與國際同行開展學(xué)術(shù)交流。1978年,他參加了在法國舉辦的第15屆國際低溫會議。會議期間,趙忠賢與著名物理學(xué)家約翰?巴丁(J. Bardeen,1908—1991)④就尋找高溫超導(dǎo)體的方向問題展開討論。1957年,巴丁等人解決了傳統(tǒng)超導(dǎo)體的超導(dǎo)電性微觀理論問題⑤。此后,為進(jìn)一步尋找提高T的方法,1973年,他又與阿連德(D. Allender)和布雷(J. Bray)兩人合作提出了ABB激子超導(dǎo)模型[19]。該模型表明,如果用質(zhì)量更小的準(zhǔn)粒子代替聲子,就能使超導(dǎo)體的T顯著提升,而這種準(zhǔn)粒子的最佳對象就是半導(dǎo)體中的激子。盡管當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)激子超導(dǎo)體實(shí)際存在的跡象,但趙忠賢基于對非晶半導(dǎo)體的了解,提出了通過“類液態(tài)非晶態(tài)與類點(diǎn)陣非晶態(tài)半導(dǎo)體的界面”獲得激子超導(dǎo)體的可能途徑([2],頁440)。這一想法被巴丁肯定為一個(gè)“good idea”,并在回國后給他寄去了相關(guān)文獻(xiàn)。在巴丁的鼓勵下,趙忠賢與北京大學(xué)的韓汝珊等人合作,在ABB激子超導(dǎo)模型的基礎(chǔ)上提出了ACS激子超導(dǎo)體。他們的研究表明,在晶態(tài)和非晶態(tài)半導(dǎo)體的界面上,只要有足夠的載流子濃度,就很容易形成激子超導(dǎo)ABB系統(tǒng)。相關(guān)結(jié)果于1979年發(fā)表在國內(nèi)的《自然雜志》上[20]。
1984年11月至1985年12月,趙忠賢到美國艾奧瓦州立大學(xué)(Lowa State University of Science and Technology)的艾姆斯實(shí)驗(yàn)室從事零磁場超導(dǎo)管中的磁通湮滅問題研究。不過,他當(dāng)時(shí)的研究興趣仍然在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域。1986年的1到3月,他又去了休斯敦大學(xué)朱經(jīng)武的課題組參加氧化物超導(dǎo)體的短期合作研究([2],頁440)。這次合作結(jié)束后不久,國際上便掀起了銅氧化物超導(dǎo)體的研究熱潮。
3. 組織中國高溫超導(dǎo)研究隊(duì)伍
從1976年3月開始,趙忠賢和物理所同事陸續(xù)聯(lián)系一些物理學(xué)者⑥,以期推動國內(nèi)的高溫超導(dǎo)研究。雖然那時(shí)他還只是一名研究實(shí)習(xí)員,但因?yàn)閯倧膰饣貋?,具有較為寬廣的學(xué)科視野,使得這些學(xué)者都非常歡迎他的到來。同年6月,中國科學(xué)院在長沙組織召開第二屆全國低溫與超導(dǎo)學(xué)術(shù)會議。在這次會議上,主持者管惟炎提出:“雖然我國在超導(dǎo)材料研究上已接近國際水平,但基礎(chǔ)研究拿不出東西來?!雹咚粲鯀咭匾曔@方面的工作,尤其是對高臨界溫度超導(dǎo)體的研究。這一提議很快便得到中科大、南京大學(xué)等十幾家參會單位的回應(yīng),經(jīng)他們共同商議,決定在當(dāng)年底召開一次探索高臨界溫度超導(dǎo)體的討論會。
1976年12月,在趙忠賢等人的組織下,“第一屆全國探索高臨界溫度超導(dǎo)體討論會”(以下簡稱“高溫超導(dǎo)討論會”)在合肥中科大召開。在這次會議上,參會人員首先確定了我國高溫超導(dǎo)體研究的十年目標(biāo),即將超導(dǎo)體的T提高至30K(當(dāng)時(shí)國際上獲得的最高T為23.2K)。會議內(nèi)容主要包括兩部分:一是學(xué)術(shù)報(bào)告討論會。由于探索高溫超導(dǎo)體在國內(nèi)尚屬新興課題,參會人員在這方面的研究經(jīng)驗(yàn)較為缺乏,他們就利用第二屆全國低溫與超導(dǎo)學(xué)術(shù)會議結(jié)束后的半年時(shí)間,開展相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研,并在這次討論會上進(jìn)行報(bào)告和深入討論。二是規(guī)劃研究課題。在報(bào)告討論的基礎(chǔ)上,擬定二三年內(nèi)的課題研究方向,并根據(jù)各單位的研究特色,如“有的理論強(qiáng),有的實(shí)驗(yàn)條件好,有的搞材料,有的搞分析,有的搞基礎(chǔ)理論,有的搞冶金焙煉”⑧,各單位之間開展廣泛的分工協(xié)作,避免不必要的重復(fù)工作。值得一提的是,這次會議得到的資助僅有800元,會議條件相當(dāng)艱苦,但科研人員的研究熱情異常高漲,中國的高溫超導(dǎo)研究隊(duì)伍逐步建立起來。
之后,在趙忠賢等人的組織下,這個(gè)會議得到延續(xù),截至1986年11月共舉辦了6次(每兩年舉辦一次)。在之后的幾次會議上,出國學(xué)術(shù)交流人員充分介紹和探討了國際超導(dǎo)研究的前沿,較好地開拓了國內(nèi)超導(dǎo)學(xué)者的思路和視野(由于外匯緊張,20世紀(jì)80年代國內(nèi)學(xué)者出國交流的機(jī)會并不多)。如在1984年的第5次會議上,趙忠賢與陸果合作作了“重費(fèi)米子超導(dǎo)體”的特約報(bào)告。張?jiān):闾岬竭@場報(bào)告對他的啟發(fā):“國內(nèi)搞重費(fèi)米子,最早是我搞的,可我一開始并不了解重費(fèi)米子是怎么回事,是他(趙忠賢)從國外開會帶回來的一次報(bào)告,講到了重費(fèi)米子,后來我就在這方面做了一些工作?!雹嵴鐣h主要組織者趙忠賢所說,“這一系列會議……對于促進(jìn)學(xué)術(shù)交流,提高研究水平,堅(jiān)定信心,培養(yǎng)人才,都起到了極為重要的作用”[21]。
四 發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)銅氧化物超導(dǎo)體
1986年1月,國際商業(yè)機(jī)器公司的物理學(xué)家柏諾茲(J. G. Bednorz)和繆勒(K. A. Müller)發(fā)現(xiàn)了一種T在30K左右的新型銅氧化物超導(dǎo)體——LaBaCuO(鑭鋇銅氧),突破了此前世界上已知超導(dǎo)體的最高T。同年4月,他們撰寫論文并向聯(lián)邦德國的《物理學(xué)報(bào)》()投稿。趙忠賢于10月初讀到這篇文章后,立即就意識到了它的重要性。根據(jù)以往的研究經(jīng)驗(yàn),他認(rèn)為,這種氧化物中Cu和Cu之間的巡游電子可能導(dǎo)致姜泰勒效應(yīng)(Jahn-Teller effect)的出現(xiàn),使晶體的晶格發(fā)生畸變,從而產(chǎn)生高T的超導(dǎo)電性[22]。而該文章沒有給出超導(dǎo)體的另一重要性質(zhì)——完全抗磁性,“可能是多晶陶瓷樣品中超導(dǎo)成份少”的原因[23]。趙忠賢很快便找到對陶瓷化合物和單晶生長有研究經(jīng)驗(yàn)的陳立泉和黃玉珍,后又加上對高溫超導(dǎo)研究感興趣的同事崔長庚,臨時(shí)成立一個(gè)4人研究小組,對該論文進(jìn)行驗(yàn)證并開展相關(guān)研究,趙忠賢為項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。
到12月底時(shí),趙忠賢等人通過元素替代、改變原料配比等方式,合成出一系列LaSrCuO(鑭鍶銅氧)和LaBaCuO材料樣品,并在其中兩個(gè)樣品中發(fā)現(xiàn)了48.6K和46.3K的T,這是當(dāng)時(shí)世界上最高的T紀(jì)錄。而更加令人興奮的是,他們甚至在LaBaCuO系列的樣品中多次觀察到70K以上的超導(dǎo)跡象,相關(guān)論文于1987年1月14日提交給《科學(xué)通報(bào)》[24]。12月27日,《人民日報(bào)》以頭版頭條對此進(jìn)行了報(bào)道[25]。由于70K已接近液氮溫度,是實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵一步,因此,國內(nèi)外媒體和科學(xué)家對此事都較為關(guān)注?!都~約時(shí)報(bào)》評:“如果確實(shí)的話,這個(gè)成果可列為現(xiàn)代中國在實(shí)驗(yàn)物理學(xué)方面的第一個(gè)重要成果?!盵26] 由于這一消息是通過媒體對外公布的,也使得一些國際同行對趙忠賢等人的結(jié)果持質(zhì)疑態(tài)度。
在國內(nèi)外廣泛關(guān)注的壓力下,自12月27日后,趙忠賢等人不斷嘗試重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他們通宵達(dá)旦地工作,“沒有床,困得實(shí)在受不了的時(shí)候,就在桌子上躺一躺或在椅子上靠一會兒打個(gè)盹兒,醒了就繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)”([2],頁442)。1987年1月初,趙忠賢帶領(lǐng)小組繼續(xù)制備LaBaCuO體系的單相樣品,但獲得的樣品T均在40K左右,沒能再觀察到70K的超導(dǎo)跡象。到了1月底,他們想到先前做出70K超導(dǎo)跡象的樣品原料生產(chǎn)于20世紀(jì)50年代,因此開始懷疑原料的雜質(zhì)因素。化學(xué)成分分析表明,先前使用的原料的確含有其他稀土雜質(zhì)。通過小組討論,他們認(rèn)為,通過元素?fù)诫s的方式,“在多相材料中才有可能找到新的具有更高臨界轉(zhuǎn)變溫度的亞穩(wěn)相”超導(dǎo)體([3],頁182)。于是,從2月6日開始,他們又將注意力轉(zhuǎn)向多相樣品制備,并開展了一系列的稀土元素?fù)诫s和取代工作,尤其是用原子半徑小的鈧、釔、鐿等稀土元素取代鑭[23]。
2月16日,趙忠賢等人從廣播中得知,美國的朱經(jīng)武實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了T達(dá)98K的超導(dǎo)體(但并未公布新超導(dǎo)體的成分),這一消息敦促他們盡快找到當(dāng)前研究的突破口。轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2月19日中午,在一個(gè)成分為YBaCuO(釔鋇銅氧)的樣品中,他們觀察到電阻-溫度曲線于110K處偏離直線的現(xiàn)象。經(jīng)進(jìn)一步的檢測分析,最終于2月20日凌晨確定該樣品的T為78.5K,這是中國方面發(fā)現(xiàn)的第1塊液氮溫區(qū)超導(dǎo)體。2月21日,《科學(xué)通報(bào)》收到了趙忠賢等人撰寫的相關(guān)論文[27]。緊接著,2月23日,他們又制出第二批樣品,證明其合成工藝具有可重復(fù)性。第二天,中國科學(xué)院在物理所召開新聞發(fā)布會,宣布:物理所趙忠賢、陳立泉等人發(fā)現(xiàn)YBaCuO液氮溫區(qū)超導(dǎo)體。這是國際上首次公布液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的成分。發(fā)布會結(jié)束后的第二天,中央政治局委員胡啟立、方毅等中央領(lǐng)導(dǎo)到物理所視察,對他們進(jìn)行了祝賀,稱其證明“中國人有實(shí)力可以自立于世界民族之林”[28]。銅氧化物超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)者之一的柏諾茲獲悉后也表示,“趙教授及其同事們的研究成果是舉世矚目的”⑩。
1987年3月18日,美國物理學(xué)會在紐約召開高溫超導(dǎo)專題討論會。這是一次受世人矚目的會議,到場的物理學(xué)家超過3000人。趙忠賢作為會議邀請的五位大會報(bào)告人之一,在會場上受到國際媒體的關(guān)注。雜志以“超導(dǎo)現(xiàn)象正在發(fā)生”為題對此次會議進(jìn)行了報(bào)道,文中還專門刊登了趙忠賢出席會議的照片[29]。正如超導(dǎo)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任周興江所評價(jià)的:“在當(dāng)時(shí)這是中國科學(xué)家非常少有的在國際學(xué)術(shù)舞臺上的亮相, 標(biāo)志著中國科學(xué)家在基礎(chǔ)物理研究方面走向了世界的前列?!?/p>
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇2】
首次發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)的超導(dǎo)材料,將鐵基高溫超導(dǎo)體臨界溫度提升至 55K
從 1911 年荷蘭物理學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象,到 20 世紀(jì) 50 至 60 年代,以鈮鈦(NbTi)超導(dǎo)合金為代表的實(shí)用超導(dǎo)體材料被人們找到,自此,科學(xué)家們開啟對低溫超導(dǎo)技術(shù)的研究熱潮。
以 40 開爾文(Kelvins,K)為界,超導(dǎo)材料可以被劃分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料,前者的臨界溫度小于 40K,后者則大于等于 40K。
找到臨界溫度更高的超導(dǎo)體材料,特別是在液氮溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的材料,是該領(lǐng)域科學(xué)家們一直以來的夢想。
1964 年,趙忠賢從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)技術(shù)物理系畢業(yè)以后,就進(jìn)入中國科學(xué)院物理研究所,開始研究超導(dǎo)材料。經(jīng)過十年研究積累,他和研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)識到結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性和高溫超導(dǎo)及超導(dǎo)臨界溫度之間存在關(guān)聯(lián)。
1986 年,德國和瑞士兩位科學(xué)家,即約翰內(nèi)斯·格奧爾格·貝德諾茲(Johannes Georg Bednorz)和卡爾·亞歷山大·穆勒(Karl Alexander Müller),在其制備的樣品鋇鑭銅氧(Ba-La-Cu-O)中,發(fā)現(xiàn) 35K 的高溫超導(dǎo)電性,并把相關(guān)論文發(fā)表在德國《物理學(xué)雜志》上。
“我們一看到他們的論文,立刻就產(chǎn)生了共鳴,于是便開始抓緊重復(fù)他們的結(jié)果,希望找到更高臨界溫度的超導(dǎo)體?!壁w忠賢表示。
雖然當(dāng)時(shí)的研究條件十分困難,但他們對于銅氧化合物超導(dǎo)電性的重要性卻非常有信心。因此,趙忠賢與合作者凝聚全部力量,并充分發(fā)揮各自的專長,不斷解決過程中遇到的各種困難。
在苦干和巧干的加持下,他們從鋇鑭銅氧系統(tǒng)中觀察到 70K 的超導(dǎo)跡象,并意識到稀土摻雜對超導(dǎo)跡象的影響,最終發(fā)現(xiàn)臨界溫度為 92.8K 的鋇釔銅氧(Ba-Y-Cu-O)超導(dǎo)體,成功地將臨界溫度提高至液氮溫區(qū)。
這一成果不但極大地促進(jìn)全球高臨界溫度超導(dǎo)體的研究,也提高了中國物理學(xué)界在國際上的地位,而趙忠賢也因此當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士,并榮獲首屆陳嘉庚物質(zhì)科學(xué)獎、第三世界科學(xué)院物理獎、國家自然科學(xué)獎一等獎等獎項(xiàng)。
除此之外,在探索高溫超導(dǎo)體方面,趙忠賢也取得了顯著成就。他和團(tuán)隊(duì)先后合成了一系列 50K 以上鐵基超導(dǎo)體,包括氟摻雜鐠氧鐵砷化合物、氟摻雜釹氧鐵砷化合物等,最終創(chuàng)下 55K 的鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度紀(jì)錄。
綜上,基于該課題組在銅氧化物方面發(fā)現(xiàn)第一個(gè)液氮溫區(qū)的超導(dǎo)材料,以及在鐵基超導(dǎo)體方面創(chuàng)造并保持了在塊狀材料中超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的記錄,趙忠賢也于近日獲得 2023 未來科學(xué)大獎的物質(zhì)科學(xué)獎項(xiàng),表彰其對高溫超導(dǎo)材料的突破性發(fā)現(xiàn)和對轉(zhuǎn)變溫度的系統(tǒng)性提升所作出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。中國科學(xué)院院士陳仙輝與他共同獲得本次獎項(xiàng)。
那么,提高超導(dǎo)體臨界溫度究竟有何意義?趙忠賢表示:“有一個(gè)應(yīng)用就是利用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生磁場,讓被加工的金屬在其中運(yùn)動并產(chǎn)生渦流加熱,理論上這要比傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)加熱方法節(jié)能 30%,實(shí)際應(yīng)用中甚至能達(dá)到 50%。我認(rèn)為這是液氮溫度超導(dǎo)體出現(xiàn)之后,帶來的一個(gè)非常新的技術(shù)和應(yīng)用。”
目前,趙忠賢還在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)探索新的超導(dǎo)體,并在努力地尋找新的高溫超導(dǎo)物理機(jī)制,以推動臨界溫度的進(jìn)一步提高。此外,其還致力于推動高溫超導(dǎo)在電子學(xué)方面的應(yīng)用。
“有壓力要比沒有壓力好,但不要一直頂著”
據(jù)介紹,趙忠賢于 1941 年在遼寧新民出生,從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)畢業(yè)后,便走上科研道路,長期投身低溫與超導(dǎo)研究,以及探索高溫超導(dǎo)電性研究。
在他看來,對他科研道路影響最大的人,是大學(xué)時(shí)代的老師們?!爸袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)的老師們,在我讀書的年代都是鼎鼎有名的,比如技術(shù)物理系的嚴(yán)濟(jì)慈先生,教量子力學(xué)的朱洪元先生,數(shù)學(xué)系授課的華羅庚先生,教物理力學(xué)系的錢學(xué)森先生等等。我認(rèn)為他們作為榜樣,給我?guī)矸浅4蟮挠绊?。?/p>
或許正是這些老師們潛移默化的影響,讓趙忠賢能夠更好地面對科研中遇到的諸多挫折和困難,并始終一往無前地努力奮進(jìn)。如今,作為科技工作者,他希望能夠通過自己的科學(xué)研究,造福人民、服務(wù)國家,也期待能夠?yàn)槿祟愇拿鞯陌l(fā)展作出貢獻(xiàn)。
在這種價(jià)值觀的推動下,他平和坦然地看待各種壓力,并借助讀書、聽音樂、休息、看照片等方法解決壓力。他認(rèn)為:“有壓力要比沒有壓力好,但是在壓力過大的時(shí)候必須緩解,不要一直頂著?!?/p>
談及學(xué)生培養(yǎng),趙忠賢也有自己的原則,即堅(jiān)持師傅領(lǐng)進(jìn)門,修行在個(gè)人。“所以要發(fā)揮每個(gè)人的專長。”他這樣說,“我能做的就是點(diǎn)個(gè)方向,另外就是在符合每個(gè)學(xué)生專長的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)培養(yǎng)他的能力。而且,我認(rèn)為一個(gè)人能不能成長起來,關(guān)鍵在于他所承擔(dān)的責(zé)任,因此從某種意義上說,給他責(zé)任就是對他最好的培養(yǎng)?!?/p>
經(jīng)過多年來在超導(dǎo)領(lǐng)域孜孜不倦的研究,趙忠賢獲得過國家獎、國際獎和民間獎等重大獎項(xiàng)。對于這些獎項(xiàng),他表示,科學(xué)沒有國界,但科學(xué)家有祖國,因此國家獎對其來說是一種肯定、榮譽(yù)和更大的鞭策;馬蒂亞斯獎這種國際獎是國際同行對其工作貢獻(xiàn)的贊賞和鼓勵;而本次獲獎,則展現(xiàn)了民間推動科學(xué)進(jìn)步的力量,令他感到非常榮幸,也激勵他繼續(xù)揚(yáng)帆前行。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇3】
超導(dǎo)體作為一種量子材料,其獨(dú)特的零電阻和完全抗磁性特性,在能源、信息、醫(yī)療、交通和電力等領(lǐng)域帶來深刻變革,有極大的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的超導(dǎo)材料達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度都很低(低于-230攝氏度)。
高溫超導(dǎo)材料的出現(xiàn)極大地提高了超導(dǎo)現(xiàn)象可以存在的溫度范圍。一方面這為超導(dǎo)材料的大規(guī)模應(yīng)用提供了更多可能性,同時(shí)也揭示出形成超導(dǎo)現(xiàn)象的物理機(jī)制的復(fù)雜性。
趙忠賢和陳仙輝在高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展方面做出了杰出的貢獻(xiàn)。高溫超導(dǎo)材料主要有兩大類:銅氧化物超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體。
在銅氧化物方面,趙忠賢領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)液氮溫區(qū)的超導(dǎo)材料。在鐵基超導(dǎo)體方面,陳仙輝研究組首先將超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提高到麥克米蘭極限之上,證明鐵基超導(dǎo)體確實(shí)是非常規(guī)的高溫超導(dǎo)體,而趙忠賢研究組創(chuàng)造并保持了在塊狀材料中超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的紀(jì)錄。
在提高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的同時(shí),趙忠賢和陳仙輝對于高溫超導(dǎo)的物理機(jī)制作了大量系統(tǒng)性的研究,在過去數(shù)十年內(nèi)推動了高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的發(fā)展。
趙忠賢院士在現(xiàn)場連線中表示,這一獎勵不僅僅是對我一個(gè)人,而是對我的合作者、我們幾代團(tuán)隊(duì)和在超導(dǎo)領(lǐng)域從事研究的科技工作者的支持和鼓勵。特別讓我想到了1970年代后期,最早和我一起從事探索高溫超導(dǎo)研究的一些同事,他們的那些努力為后來的這些成果奠定了基礎(chǔ)。超導(dǎo)的領(lǐng)域,仍然是充滿挑戰(zhàn)與發(fā)現(xiàn)的機(jī)會的一個(gè)領(lǐng)域,因此我們在超導(dǎo)領(lǐng)域會做得更好,但是這些工作是留給年輕一代去做,我相信他們能夠把中國的超導(dǎo)事業(yè)做得更好,取得更大的成就。作為我本人來講,我想我要做好“鋪路石”,來使得中國的超導(dǎo)事業(yè)上一個(gè)新的臺階。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇4】
物質(zhì)科學(xué)獎:趙忠賢院士和陳仙輝院士憑借超導(dǎo)成果入選
據(jù)介紹,中國科學(xué)院院士趙忠賢于 1976 年開始從事高溫超導(dǎo)體的研究。他所發(fā)表的論文囊括第 Ⅱ 類超導(dǎo)體的磁通釘扎與臨界電流問題、以及非晶態(tài)合金的超導(dǎo)電性。1983 年,他開始研究氧化物超導(dǎo)體 BPB 系統(tǒng)及重費(fèi)米子超導(dǎo)性。1986 年底,他在 Ba-La-Cu-O 的研究中注意到雜質(zhì)的影響。1987 年,他和團(tuán)隊(duì)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了液氮溫度超導(dǎo)體,并首先公布其化學(xué)成份 Ba-Y-Cu-O,這推動了領(lǐng)域內(nèi)的研究。1988 年,趙忠賢率先在 Ti 系氧化物超導(dǎo)體上,獲得轉(zhuǎn)變溫度在 120K 的超導(dǎo)體。其第二個(gè)主要貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了一系列 50K 以上鐵基高溫超導(dǎo)體并創(chuàng)造了 55K 的紀(jì)錄。經(jīng)過長期的積累,趙忠賢在探索新的高溫超導(dǎo)體上逐漸發(fā)展出一種新思路,即存在多種合作現(xiàn)象的層狀四方體系中有可能實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)。2008 年,日本一支團(tuán)隊(duì)報(bào)道稱 LaFeAsO 擁有 26K 的超導(dǎo)電性,趙忠賢認(rèn)識到其中可能孕育著新的突破?;?LaFeAs(O,F)壓力效應(yīng)研究,趙忠賢提出用輕稀土元素替代和高溫高壓的合成方案,將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度從 26K 提高到 52K,顯著超過了 40K 的麥克米蘭極限。很快,他又合成 50K 以上的系列鐵基超導(dǎo)體,創(chuàng)造了大塊鐵基超導(dǎo)體 55K 最高臨界溫度紀(jì)錄。
中國科學(xué)院院士陳仙輝曾發(fā)現(xiàn)富勒烯超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體和有機(jī)超導(dǎo)體等多種體系。他在鐵基超導(dǎo)體的研究中取得了一系列突破性成果:比如,首次在鐵基超導(dǎo)體(常壓下)實(shí)現(xiàn) 40 開以上的超導(dǎo)電性,發(fā)現(xiàn)相圖以及反鐵磁與超導(dǎo)電性競爭和共存的證據(jù),發(fā)現(xiàn)大同位素效應(yīng)和磁化率線性溫度依賴關(guān)系的普適行為。同時(shí),他還在強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系中發(fā)現(xiàn)多自由度相互作用導(dǎo)致的反常行為。此外,陳仙輝還曾利用高溫高壓技術(shù)生長出高質(zhì)量黑磷單晶,并與其他團(tuán)隊(duì)在二維黑磷薄層晶體實(shí)現(xiàn)了場效應(yīng)晶體管。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇5】
趙忠賢,1941年1月出生于遼寧新民。1964年從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)畢業(yè)后到中國科學(xué)院物理研究所工作至今,1991年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。50多年來,除參加國防任務(wù)的幾年外,他一直從事超導(dǎo)研究,是我國高溫超導(dǎo)研究的奠基人之一。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇6】
上世紀(jì)80年代,銅氧化物高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了全世界范圍的“超導(dǎo)熱”。在這一波熱潮中,趙忠賢帶領(lǐng)中科院物理所團(tuán)隊(duì)日夜攻克。那時(shí)科研條件異常艱苦,好多設(shè)備是趙忠賢團(tuán)隊(duì)自己造的。比如,燒樣品的爐子就是自己動手制作的,買的設(shè)備都是二手貨。有了自制爐子,趙忠賢和同事們不分晝夜地干,夜里不睡覺,困了就靠在桌子上歇歇,有事就起來繼續(xù)干?!澳菚r(shí)候經(jīng)常就是睡在實(shí)驗(yàn)室里,幾個(gè)月不回家?!壁w忠賢說。很快,趙忠賢團(tuán)隊(duì)獲得了40K以上的高溫超導(dǎo)體,一舉突破了認(rèn)為“超導(dǎo)臨界溫度最高不大可能超過40K”的麥克米蘭極限。從那開始,“趙忠賢”3個(gè)字,不再普通。他被稱作“北京的趙”,開始出現(xiàn)在國際著名的科學(xué)刊物,乃至大眾媒體上。趙忠賢團(tuán)隊(duì)的研究使得超導(dǎo)電性低溫環(huán)境的創(chuàng)造,由原本昂貴的液氦變?yōu)楸阋硕糜玫囊旱?,并因此獲得1989年國家自然科學(xué)獎一等獎。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇7】
這位“北京的趙”并沒有止步于此,而是沉下心來,繼續(xù)在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里鉆研。經(jīng)過20多年的沉淀,在無數(shù)次制備、觀察、放棄、重新開始之后,2008年,趙忠賢帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了系列50K以上的鐵基超導(dǎo)體,并創(chuàng)造了55K的鐵基超導(dǎo)體臨界轉(zhuǎn)變溫度的世界紀(jì)錄。中國人第一次站到了世界超導(dǎo)研究的最前沿。2014年年初,趙忠賢憑借這一成果,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)再次問鼎象征著我國自然科學(xué)領(lǐng)域最高獎的國家自然科學(xué)一等獎。此前,這一獎項(xiàng)已經(jīng)連續(xù)空缺3年。2017年,又獲得了象征我國科技終身榮譽(yù)的2016年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。
50多年前,年輕的趙忠賢被分配到中科院物理所時(shí),中國的超導(dǎo)研究才剛剛起步,高溫超導(dǎo)研究更是天方夜譚。今天,年過古稀的趙忠賢已經(jīng)培養(yǎng)和影響了一大批世界領(lǐng)先的高溫超導(dǎo)研究人才,中國的高溫超導(dǎo)走在了世界前列。而他,也被大家稱為“中國高溫超導(dǎo)領(lǐng)軍人”。
國家榮譽(yù)稱號趙忠賢事跡【篇8】
在獲得國際國內(nèi)多個(gè)技術(shù)大獎后,趙忠賢對外界得強(qiáng)調(diào)得最多的還是:“我是一個(gè)普通人,做著自己喜歡的研究?!薄?/p>
這位“北京的趙”爽朗耿直,喜歡挑戰(zhàn),去滑雪,玩漂流。在趙忠賢的書架上,擺著一張十分顯眼的照片。照片上,他身著紅白色滑雪服,雙臂夾緊滑雪桿,身體微屈向前。他還喜歡音樂,覺得音樂、美術(shù)是人與其他生物不同的重要差別。問到最喜歡的音樂作品,趙忠賢的回答是梁祝小提琴協(xié)奏曲和87版《紅樓夢》中的曲子。
“趙老師是個(gè)很風(fēng)趣幽默的人,經(jīng)常把我們的團(tuán)隊(duì)逗得哈哈大笑?!壁w忠賢的團(tuán)隊(duì)成員、中科院物理研究所研究員董曉莉?qū)伯a(chǎn)黨員網(wǎng)《同學(xué)》工作室記者說。