超导大会

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/e9d036e1-7105-480f-bd08-1f08559dbca3.jpg" style=" float:none " title=" 1.JPG" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/800aecec-1ba5-4f18-8f83-8da6ba21e8b9.jpg" style=" float:none " title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图说：大会现场。中科院物理所供图 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 8月20日上午，第12届国际超导材料与机理大会在北京开幕。这是这一国际超导研究领域规模最大、影响最广泛的学术盛会第二次在中国举办。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 本届大会由中国科学院、国家自然科学基金委员会、国际纯粹与应用物理学联合会等支持，中科院物理研究所超导国家重点实验室主办，中科院物理所研究员周兴江和中科院院士赵忠贤担任大会主席，吸引了全球1000余名超导研究专家学者前来参会。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp “1997年中国第一次主办国际超导大会，我国超导领域的研究发展很快，国际影响力逐年上升。”大会日程主席、中科院物理所研究员向涛认为，时隔21年后中国能再度承办办此次会议，是我国超导研究综合实力的体现，也是国际上超导研究同行展示其最新成果、互相交流、促进合作的最佳机遇。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 美国加州大学伯克利分校教授李东海认为，中国的超导研究已经从学习变成领先，这是个无可置疑的事实。“尤其在铁基超导领域，包括中科院物理所、中国科学技术大学、南京大学、浙江大学、复旦大学等在内的多家研究机构和高校的实力都非常强。” /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 本次会议将从8月20日持续到8月24日，分为60个主题讨论，合计347个学术报告和425个海报展示，会议主题囊括超导材料、机理、物性、应用等各个方面的研究，涵盖铜氧化物高温超导、铁基超导、重费米子超导、有机超导、拓扑超导等多个超导研究领域，并将探讨超导机理和应用的最新国际进展。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 会议还将颁发超导领域最高国际大奖——马蒂亚斯奖、卡末林-昂尼斯奖、巴丁奖，这些奖项是超导材料探索、超导实验测量和超导理论研究顶级研究水平的代表。此前，中科院物理所赵忠贤和中国科技大教授陈仙辉曾获得2015年度马蒂亚斯奖。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 今年马蒂亚斯奖决定授予日本大阪大学的清水克哉（Katsuya Shimizu），以表彰其在非超导元素中发现高压下的29 K的超导电性；卡末林-昂尼斯奖决定授予日本京都大学的松田佑司（Yuji Matsuda）、加拿大施尔布鲁克大学的路易斯· 塔耶费（Louis Taillefer），以表彰他们在非常规超导体中超导性质的研究方面的贡献；而巴丁奖决定授予美国明尼苏达大学的安德列· 楚布科夫（Andrey V. Chubukov）、美国海军实验室的伊果· 马曾（Igor Mazin）和美国斯坦福大学的塞巴斯蒂安· 东尼雅克（Sebastian Doniach），以表彰他们在非常规和多带超导领域以及超导量子涨落方面持续做出的理论贡献。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 据了解，超导作为一种宏观量子现象，具有零电阻和完全抗磁性等奇特物性，自1911年被发现以来，一直是凝聚物理领域充满活力的方向。“国际超导材料与机理大会”由铜氧化合物高温超导体发现者及诺贝尔物理学奖获得者柏诺兹和缪勒于1988年发起组织，每3年召开一届。中国铁基超导研究团队在铁基超导材料、物性、机理和应用基础研究中取得多项原创性重要突破，曾获2009年度“求是杰出科技成就集体奖”、2013年度国家自然科学一等奖等，赵忠贤获2016年度国家最高科学技术奖。 /p p br/ /p

2018年8月20日至8月24日，来自全球超导界的科研工作者们齐聚北京参加了十二届国际超导材料与机理及高温超导体学术会议（M2S-2018）。自1997年北京举办了五届国际超导材料与机理大会以来，超导大会时隔二十年再次来到中国。回二十年，不变的是我们的科研热情，不同的是我们的科研成果。二十年间我们的科学家栉风沐雨不改初心，二十年间我国的科学研究硕果累累人才辈出！本次大会还举行了代表超导领域高荣誉的三大奖项颁奖仪式。卡末林昂内斯奖：日本京都大学的Yuji Matsuda和加拿大施尔布鲁克大学的Louis Taillefer凭借在非常规超导体超导性质研究方面的突出贡献而获此殊荣。马蒂亚斯奖：该奖项花落日本大阪大学Katsuya Shimizu，以表彰他在非超导元素中发现高压下29 K的超导电性。巴丁奖：由于在非常规和多带超导领域以及超导量子涨落方面持续做出的理论贡献，美国明尼苏达大学的Andrey V. Chubukov、美国海军实验室的Igor Mazin和美国斯坦福大学的Sebastian Doniach享了该奖项。无论功勋的科学大家，风华正茂的青年才俊，还是年轻有为的明日之星，一千三百余人齐聚一堂分享新的科研成果，探讨超导领域未来的发展方向。为期五天的学术会议共计数百场报告，让全球的科研人员享受了一场科研的饕餮盛宴。Quantum Design作为超导应用的典范、科研仪器的行业翘楚，在大会上展出了包括新产品OptiCool在内的几十种产品。Quantum Design的工程师在现场接受了各国参会人员的产品与技术咨询。Quantum Design工程师为参会代表介绍产品性能 Quantum Design全球销售总监Daniel Polancic先生发表讲话 赵忠贤院士（中）、董晓莉研究员（左）与Daniel Polancic先生亲切交谈 Quantum Design全球销售总监Daniel Polancic先生出席了本次会议并在大会晚宴上发表讲话，讲述了Quantum Design与超导领域的不解之缘和深厚感情。Quantum Design起源于超导，服务于科研。正如伟人所说，科学技术是生产力，自从台SQUID诞生以来Quantum Design的测量设备大的促进了全球科研的发展。无论是高精度测量还是智能化控制，科研工作者无不享受着先进科研仪器带来的便利。Quantum Design成立三十年来时刻保持着积进取的态度，不忘初心砥砺前行。从开始的兢兢业业到现在的精益求精，Quantum Design始终是全球科学家的科研伙伴。通过本次超导盛会，Quantum Design向广大科学家展示了在仪器领域取得的丰硕成果，也希望能够更好地服务于大家。这是一次超导的盛会，更是一次智慧的盛会。我们期待着这次超导大会的举行能够让更多的科研工作者迸发出智慧的火花，让我国的科研事业再上新台阶。在此，我们也感谢国内外超导科研工作者对Quantum Design的信任和支持。相关产品及链接：1、 超全开放强磁场低温光学研究平台—OptiCool：https://www.instrument.com.cn/netshow/C283786.htm2、 多功能振动样品磁强计—VersaLab ：https://www.instrument.com.cn/netshow/C19330.htm3、 超精细多功能无液氦低温光学恒温器：https://www.instrument.com.cn/netshow/C122418.htm

2020年11月22日至25日，由南京大学和中科院云南天文台承办，中国电子学会超导电子学分会、江苏省电磁波先进调控技术重点实验室、南京紫金山实验室协办的“第十六届全国超导薄膜和超导电子器件学术研讨会”会议在云南省昆明市召开，会议聚焦国内外超导薄膜、超导传感器探测器、超导无源器件、新型超导量子器件与电路、超导电子学关联技术与应用等展开学术讨论。 天美仪拓实验室设备（上海）有限公司（以下简称天美公司）应邀作为赞助商之一，全程参加了此次会议。会议期间，天美公司给用户介绍了太赫兹激光器产品，并对用户提出的需求作进一步的解答，借此也会用户的需求，天美公司也会进一步的开发出符合用户需求的产品。会议期间，天美公司还受邀作了会议报告，会议报告对爱丁堡气体激光技术-高功率红外&远红外激光源作了相应的介绍。通过本次报告不但加深了新老用户对爱丁堡气体激光技术的了解与应用，同时了也吸引了很多感兴趣的参会老师前来咨询讨论。 通过为其三天的会议，天美公司与客户进行了深入的交流，更加深了彼此的相互了解。天美公司作为知名供应商，将在超导薄膜等关联技术上，作出进一步的技术升级，服务广大客户，让广大客户得到满意的科研结果，助力其科研发展。

近日火爆全网的室温超导论文，再次将低温物理科研推到了大众的视野里。自昂内斯1911年发现汞金属的超导电性之后，各种超导材料的研究进入了爆炸式增长，从金属到合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导体以及其他氧化物超导体等，超导温度也在不断提升。然而即便是常见的高温超导材料仍要接近液氮温度才能够实现，使得超导材料距离人们生活中大规模应用仍然存有相当的距离。而近日在美国物理学会春季会议，罗彻斯特大学的兰加迪亚斯团队宣布在1GPa压强下，在镥-氮-氢体系中实现了室温超导，使整个物理学界沸腾了。这篇工作也刊登于Nature期刊，3月8日在线发表。图1. 兰加迪亚斯在美国物理学会春季会议的报告 相比于之前的氢化物超导，此次氮掺杂镥氢化物超导存在两个惊人的发现：一是该超导材料的临界超导温度达到了21度，二是压力仅需要1万个标准大气压（1Gpa）。这与之前动辄上百Gpa压力的极端高温超导条件天差地别，具有极高的应用潜力。 如此震惊世界的发现，作者在进行超导判定时也非常谨慎，分别从电、磁、热三个维度进行了超导转变实验验证。氮掺杂镥氢化物随着压力的增加，会发生两次明显的可视相变，起初样品无超导性，呈现蓝色（I相）。随着压力增加到3kbar，样品进入超导相（II相），颜色也转变为粉红色。进一步提升到32kbar以上，样品再次进入一个无超导金属相（III相），样品颜色此时也转变为鲜艳红色。图2：镥-氮-氢体系超导与可视相变 对不同压力下的超导相进行电输运测量，零外场条件下，温度依赖的电输运测量表明，随温度下降，电阻会存在一个陡然下降至零的行为，超导转变宽度与转变温度的比值ΔT/ΔTC在0.005至0.036范畴，可以在GL理论的脏极限范畴解释。零外场下，V-I特性曲线在超导转变温度上下明显不同：超导转变温度之上，材料具有线性V-I响应，符合欧姆定律；超导转变温度之下，电压几乎不可测量，并具有非线性响应。图3. 镥-氮-氢体系温度依赖的电输运测量和V-I特性曲线 对于超导转变判定，除零电阻行为外，更为关键的是迈斯纳现象的发现。本文磁学测量方面，温度依赖的磁化强度曲线和M-H曲线基于Quantum Design PPMS系统完成，并搭配了相应的磁测量高压包选件。在8kbar压强下，场冷、零场冷条件下磁化强度的测量表明了一个清晰明确的迈斯纳现象的存在，确定超导转变为277K。宽超导可能源于高压包不同压力梯度或者材料的不均匀性。磁测量获得的超导转变与电阻测量结果相吻合。除直流磁化率外，交流磁化率也明显观测到超导转变带来的抗磁性。图4. 镥-氮-氢体系直流与交流磁化率测量 而热输运方面，比热测量同样是验证超导转变的重要途径，根据BCS理论，超导转变伴随有能带打开能隙，会导致比热激增。本文采用了新型交流量热技术，获得了不同压力下，材料比热随温度的演变关系，可以看出，比热具有明显的不连续特征，由此获得的超导转变温度也与电、磁测量相吻合。图5. 镥-氮-氢体系的高压比热测量 本文通过电、磁、热三个维度的实验验证了镥-氮-氢体系在1GPa下接近室温的超导电性，但关于其内容见解，各路大神众说纷纭。此篇文章中，使用了PPMS磁测量高压腔组件，能够实现1.3GPa压力下的等静压磁学测量。相信在未来的超导探索工作中，PPMS的磁学测量和电学测量高压腔能够发挥更多更重要的贡献。图6：Quantum Design 高压磁学和电学测量功能组件

&ldquo 拿奖既是荣誉，也是负担。拿了奖很不好意思，那么多人做了贡献，我只是替大家拿奖杯&rdquo ，73岁的中国科学院院士赵忠贤说着，看了看围坐在身边的同伴。 　　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(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中科大&rdquo )研究团队，因在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面有突出贡献，10日在北京获得2013年度国家自然科学一等奖。在此之前，该奖已连续空缺3年。 　　通过国家科学技术奖励工作办公室了解到，超导是21世纪能源领域战略性的技术储备之一。物理所和中科大研究团队经过长期积累与合作，首次突破麦克米兰极限温度(40K)，确定铁基超导体为新一类高温超导体，为促进凝聚态物理学科发展和超导应用的实现做出了先驱性和开创性的贡献。 　　然而在受访时提起学科贡献，研究团队便有挥之不去的遗憾。他们说，日本化学家细野秀雄在2008年2月报道临界温度26K的LaFeAsO1-xFx超导体，从时间节点来看确实比中国先行一步。 　　&ldquo 当时我们也在进行制备工作，由于种种限制，没能冲上去&rdquo ，贡献代表之一、常年从事相关工作的超导国家重点实验室SC10研究组组长陈根富懊恼地说，他曾在2007年尝试制备高品质的超导单晶样品。 　　赵忠贤亦透露，团队早于1994年就开始着手研究类似于铁基超导体的结构，但因未能大胆尝试铁金属而错失良机。&ldquo 所以当日本学者有所发现时，我们不会再丢失机会，就毫不犹豫地继续做&rdquo ，他说。 　　受此精神鼓舞，同时基于20多年的积累，中国铁基超导研究成果逐渐形成&ldquo 井喷&rdquo ，其中包括此次得奖的中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组&mdash &mdash 他们同时独立观测到43K和41K的超导转变温度，证明铁基超导体是高温超导体。国际刊物《Science》(科学)撰文称&ldquo 在凝聚态物理领域，中国已成为一个强国&rdquo 。 　　&ldquo 现在但凡有关铁基超导体的国际会议必有我们团队的人参与，我们每隔几天就会有崭新的成果呈现给学术界&rdquo ，赵忠贤自豪地说，他们也与美国普林斯顿大学等国外机构开展合作。 　　此外，铜氧化物高温超导体本已应用于科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学及航空航天等领域，但它们是陶瓷性材料，复杂的制作工艺使其大规模应用受到限制。赵忠贤表示，在工业上更易于制造的铁基超导体势必在上述领域发挥功效，比如改善通话质量、制造计算机芯片、改进磁悬浮列车等。 　　值得一提的是，物理所早在1989年就曾以&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 获得国家自然科学一等奖，赵忠贤也是其中一员。回忆往昔，他感慨因该学科一度遇到瓶颈，致使一批优秀人才无奈离开，&ldquo 真想让每一位曾从事超导研究的贡献者都得到一枚勋章&rdquo 。 　　&ldquo 如今超导研究重掀热潮，又有一批优秀的年轻人加入科研队伍&rdquo ，赵忠贤寄语他们能扎扎实实做好本职工作，&ldquo 安得下心、沉得住气、耐得住寂寞&rdquo ，让超导研究牢牢扎根中国。 　　追溯超导研究历史，已有10人获得了5次诺贝尔奖，中新社记者顺势将&ldquo 诺贝尔奖情结&rdquo 的话题抛给研究团队。 　　&ldquo 我不愿谈这件事&rdquo ，赵忠贤低声说，他不想基于诺贝尔奖评判工作，&ldquo 能否拿诺贝尔奖，应该是水到渠成、水涨船高&rdquo ，更重要的是不断拿出原创高质量工作，不再出现遗憾。 　　坐在他旁边的获奖者代表之一、物理所研究员方忠也补充道，&ldquo 科学研究有时跳跃，有时曲折，很难想象一步到位&rdquo 。他说，团队基于兴趣，为科学发展和社会进步而埋头科研，&ldquo 拿奖是后期的认可，有了积累自然会得到国际认可&rdquo 。

王曦和Andreas Offenhaeusser为联合实验室揭牌 10月21日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所、德国尤利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)生物与纳米系统研究所（Institute of Bio- and Nanosystems, IBN-2）超导与生物电子学联合实验室揭牌仪式在中科院上海微系统所举行。上海微系统所所长王曦院士、尤利希研究中心生物纳米系统研究所所长Andreas Offenhaeusser教授为联合实验室揭牌。来自美国、德国、日本、印度等国家的超导应用专家及我国知名学者吴培亨院士等专家，以及上海微系统所相关人员参加了揭牌仪式。 超导与生物电子学联合实验室是在中科院副院长江绵恒和尤利希研究中心董事会副主席Achim Bachem的关心和推动下成立的。揭牌仪式上，王曦和Andreas Offenhaeusser分别宣读了江绵恒、Achim Bachem发来的贺信，回顾了上海微系统所与尤利希研究中心的合作发展历程。 上海微系统所与尤利希研究中心在学术交流、人才培养等方面有着长期而紧密的合作。2008年和2010年成功地举办了第一届和第二届双边学术交流研讨会。上海微系统所已派遣七名研究生前往尤利希研究中心开展联合培养。此次成立的国际联合实验室，将推动双方在生物电子学和超导器件、电路及应用等方面开展更加深入的合作。 由上海微系统所主办的第二届超导器件前沿应用研讨会于揭牌仪式后举行。

2014年1月10日，国家科技奖励大会在人民大会堂隆重召开。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平,中共中央政治局常委、国务院总理李克强等出席大会并为获奖科学家颁奖。 　　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/北京凝聚态国家实验室(筹)(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中国科大&rdquo )研究团队因为在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面的突出贡献获得了国家自然科学一等奖。之前，这一奖项已经连续3年空缺。 　　这也是继物理所在1989年&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 获得国家自然科学一等奖以来，又一项高温超导研究领域的国际一流成果。 　　物理学中的璀璨明珠，未来应用的希望之星 　　超导，全称超导电性，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。它仿佛是镶嵌在山巅的一颗璀璨明珠，吸引着全世界无数的物理学家甘愿为之攀登终生。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，受到人们的广泛关注。 　　也许大多数人还没有察觉到，其实超导已经或多或少地走进了人们的生活。近年来，国内外相继研制成功了多种超导材料和超导应用器件，超导正在为人类的工作、学习和生活提供着便利。如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯，明显改善了通信信号和能量损耗 世界上各医院使用的磁共振成像仪器(MRI)中的磁体基本上都是由超导材料制成的 使用的超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用，大大加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度 世界上首个示范性超导变电站也已在我国投入电网使用，它具备体积小、效率高、无污染等优点，是未来变电站发展的趋势。 　　这些超导应用，在1911年荷兰物理学家Onnes发现超导的时候，人类绝对没有预测到它今天的应用。超导在未来可能给人类生活带来多大的变化，也将大大超乎我们今天的预期。若能发现室温超导体，人类生存所面临的能源、环境、交通等问题将迎刃而解。 　　中国成果震动学术界 　　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。 　　是否人类对超导的应用确实只能被限制在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?为了探索这个问题，世界各地的科学家们做了无数次尝试。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，因而被称作为高温超导体。2007年10月以来，王楠林、陈根富研究组就尝试生长LaOFeP和LaOFeAs单晶样品，并计划开展其他稀土替代物CeOFeAs等材料的合成。2008年2月下旬，日本化学家细野(Hosono)报道在四方层状的铁砷化合物：掺F的LaOFeAs中存在转变温度为26K的超导电性。之后，中国的铁基超导研究工作像井喷一样。中国科学家首先发现了转变温度40K以上的铁基超导体，接着又发现了系列的50K以上的铁基超导体。与铜氧化物高温超导体不同，初步的研究表明，铁基超导体在工业上更加容易制造，同时还能够承受更大的电流，这为应用奠定了基础。但与此同时，铁基超导体性质极为复杂，对科研人员的理论功底和实验技能都提出了更高的要求。 　　为了彻底揭开高温超导的原理，探索和寻找到临界温度更高、更能广泛应用于实际生产生活、惠及千家万户的超导体，物理所和中科大的科学家们在铁基高温超导研究中引领了国际研究的热潮。国际知名科学刊物Science刊发了&ldquo 新超导体将中国物理学家推到最前沿&rdquo 的专题评述，其中这样评价道：&ldquo 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&rdquo 。同时铁基超导体工作研究被评为美国Science杂志&ldquo 2008年度十大科学突破&rdquo 、美国物理学会&ldquo 2008年度物理学重大事件&rdquo 及欧洲物理学会 &ldquo 2008年度最佳&rdquo 。 　　2013年2月，中国科学院国家科学图书馆统计显示，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篇来自该研究团队。这一切都表明，该团队在铁基超导方面的研究，毫无疑问已经走在了世界的最前沿。 　　高温超导的研究基地 　　物理所对高温超导的探索和研究历史可以追溯到上世纪70年代。1986年，铜氧化物高温超导体被发现。1987年物理所研究组独立地发现了起始转变温度在100K以上的Y-Ba-Cu-O新型超导体。在此之前，世界上一切超导研究都必须采用昂贵并难以使用的液氦来使超导体达到转变温度，这对超导研究形成了巨大的障碍。物理所的这项成果把使用便宜而好用的液氮来达到超导转变温度变为现实，为超导研究开辟了一片崭新的天地，大大方便和加速了全世界的高温超导研究，并荣获1989年国家自然科学一等奖。同年，经国家计委批准，物理所成立了超导国家重点实验室。 以&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 为代表，物理所作为中国最重要的高温超导研究基地，在铜氧化物高温超导体的研究中做出了一系列重要的研究成果，为人类理解和应用超导体做出了中国人应有的贡献。 　　中科大从上个世纪80年代以来，也一直在高温铜氧化合物超导研究领域从事着重要的工作，并于1992年成立了中科大超导研究所，为我国在高温超导领域的发展做出了重要的贡献。同时，经过中科大几代人的努力坚持，为我国培养并储备了一批从事高温超导研究的专业人才。 　　铜氧化物高温超导体在人类超导研究的历史上发挥了重要的作用，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。 　　机遇和有准备的头脑 　　铜氧化物高温超导体研究进入瓶颈期以后，国际上的相关研究进入低谷，在各种学术期刊，特别是那些高影响因子的期刊上发表高温超导的论文变得愈发困难。国内的高温超导研究因此遭受了打击，相关研究人员纷纷转到其他领域。 　　物理所很早认识到评价科学研究的关键是工作本身的科学意义，而非论文数量或影响因子。高温超导具有极高的科学重要性和广泛的应用前景，探索新型高温超导材料，开辟更多的高温超导研究蹊径，才是应对瓶颈期的正确态度。在这样的评价机制下，物理所顶着&ldquo 没有好文章&rdquo 的压力坚持高温超导研究，为将来的科学突破做好了准备。与此同时，以陈仙辉为代表的中科大超导研究所的研究人员也一直坚持在高温超导研究领域默默耕耘，并保持着对高温超导二十年如一日的研究热情，并与物理所的同行建立了良好的合作研究，为后来的铁基超导研究奠定了合作基础。 　　基于长期的超导研究，物理所赵忠贤院士等从事超导研究的科研人员认为在某些具有特殊磁或电荷性质的层状结构体系中可能存在高温超导体，并一直不懈探索。2008年2月下旬，日本化学家细野(Hosono)报道在四方层状的铁砷化合物：掺F的LaOFeAs中存在转变温度为26K的超导电性。虽然这个转变温度仍然低于40K，但它立刻引起了物理所人的注意。由于铁的3d轨道电子通常倾向形成磁性，在该种结构体系中出现26K超导则非同寻常，有可能具有非常规超导电性。以赵忠贤院士为首，大家一致认为：LaOFeAs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! 　　突破极限，勇攀新高 　　由于最早发现的铁基超导样品转变温度只有26K，低于麦克米兰极限，当时的国际物理学界对铁基超导体是不是高温超导体举棋不定。中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组同时独立在掺F的SmOFeAs和CeOFeAs中观测到了43K和41K的超导转变温度，突破了麦克米兰极限，从而证明了铁基超导体是高温超导体。这一发现在国际上引起了极大的轰动，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。 　　为了进行更加系统和深入的研究，必须合成一系列的铁基超导材料才能提供全面、细致的信息。物理所的赵忠贤组利用高压合成技术高效地制备了一大批不同元素构成的铁基超导材料，转变温度很多都是50K以上的，创造了55K的铁基超导体转变温度纪录并制作了相图，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。 　　中科大陈仙辉组在突破麦克米兰极限后，又对电子相图和同位素效应进行了深入研究，发现在相图区间存在超导与磁性共存和超导电性具有大的铁同位素效应，这些现象后来都被证明是大多数铁基超导体的普适行为，对理解铁基超导体的超导机理提供了重要的实验线索。另外，陈仙辉组发展了自助溶剂方法，生长出高质量的单晶，为后续的物性研究奠定了基础。 　　物理所王楠林组从实验数据出发，猜测LaOFeAs在低温时有自旋密度波或电荷密度波的不稳定性，超导与其竞争。闻海虎小组合成了首个空穴型为主的铁基超导体。方忠与实验工作者深入合作，进一步加强了有关物性研究。方忠及其合作者计算了LaOFeAs的磁性，并且得到了和猜测一致的不稳定性，做出了&ldquo 条纹反铁磁序自旋密度波不稳定性与超导竞争&rdquo 的判断。这一预言随后被国外同行的中子散射实验证实。在当前的铁基超导机理研究中，自旋密度波不稳定性同超导的关系已经成为最主流的方向。 　　截至2013年1月4日，铁基超导体的8篇代表性论文SCI共他引3801次， 20篇主要论文共SCI他引5145次。相关成果在国际学术界引起强烈反响，被Science、 Nature、 Physics Today、Physics World等国际知名学术刊物专门评述或作为亮点跟踪报道。著名理论物理学家，美国佛罗里达大学Peter Hirschfeld教授说：&ldquo 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个(凝聚态物理强国)行列&rdquo 美国斯坦福大学Steven Kivelson教授说：&ldquo 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。&rdquo 　　默默无闻，无私奉献 　　在五名获得国家自然科学一等奖的科学家背后，有着一支庞大的研究团队。他们虽然默默无闻，但所做的杰出贡献都在铁基超导体的研究中熠熠闪光。 　　当已经发现的铁基超导体系不断产出优秀论文的时候，物理所的靳常青&ldquo 要走别人没走过的路，要做出自己的新体系&rdquo 。他通过不懈地尝试和探索，在铁基超导体1111体系和122体系之外，找到了第三种全新的以LiFeAs为代表的111体系超导体，引起了强烈的国际反响。LiFeAs的自旋密度波性质和其他体系有着明显的不同，这对进一步探索高温超导的内在物理机制和提高超导转变温度都有重要的意义。 　　丁洪是国家第一批&ldquo 千人计划&rdquo 入选者。他放弃了美国波士顿学院的终身教授职位毅然回国后的第二天就投入到了铁基超导的研究当中。当时，丁洪在国内的实验室还没有建成，他拿着样品跑到日本完成了测量，首次在实验上提出了铁基超导体的能隙对称性，解决了这个曾在铜氧化物超导体中被长时间争论的问题。 　　任治安当时是赵忠贤组的主要成员之一，之前也是赵忠贤的博士生，直接与其他80后一起合成了一系列转变温度在50K以上的铁基超导体。 　　王楠林研究组当时有一员干将名叫陈根富，2007年10月回国加入该组后，即着手开展了LaFeAsO等铁砷超导材料的探索合成工作。他不但率先发现了41K的CeFeAs(O,F)新超导体，还首次生长出了一批高品质的超导单晶样品，推动了相关铁基超导机理的研究。 　　就是这样一群值得世人崇敬的科学家，积极进取，努力拼搏，淡泊名利，勇攀高峰，让世界对中国竖起了大拇指。而在我们满怀着景仰之情采访他们的时候，他们却一点也不觉得自己做了什么了不起的事情。就像赵忠贤院士说的那样，&ldquo 荣誉归于国家，成绩属于集体，个人只是其中的一分子&rdquo 是每一个物理所人心中的信条。他们还反复强调说，自己只是中国科研人员中一个最最普通的集体。我们相信，和他们一样优秀和勤奋，乐于奉献，有志报国的科学家在中国的各个地方、各个领域还有很多，都在等待着厚积薄发，破茧而出的那一刻。 　　民生超导，强国超导 　　百余年长盛不衰的超导研究历史，表明新超导体探索存在广阔的空间，特别是铁基高温超导体的发现也为潜在的重大应用提供了全新的材料体系。无论是比高铁快近一倍的超导磁悬浮列车，比现有计算机快数十倍的超导计算机，还是基于超导技术的导弹防御和潜艇探测系统，都将在不远的未来走进我们的生活、生产和国防。超导，这项二十世纪初的伟大科学发现，必将在二十一世纪改变每一个人的生活。 　　习近平总书记在考察中科院时，提出了&ldquo 率先实现科学技术跨越发展，率先建成国家创新人才高地，率先建成国家高水平科技智库，率先建设国际一流科研机构&rdquo 的明确要求和殷切期望，为中科院引领支撑创新驱动发展战略，全面深化科研体制改革，取得科技跨越发展，建设一流科研机构指明了方向。世界科技的竞争已经演化为国家综合实力的竞争，物理研究所放眼前沿，勇争一流，铁基高温超导只是他们科技强国梦里的一个片段。许许多多这样的片段连接起来，就可以被谱写成中华民族伟大复兴的感人篇章。

图为赵忠贤研究组。 赵忠贤院士的两位研究生正在讨论实验数据。 　　正在举行的2013年国家科学技术奖励大会上，中国科学院物理研究所/中国科技大学&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质的研究&rdquo 获2013年度国家自然科学一等奖。 　　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/北京凝聚态国家实验室(筹)(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中国科大&rdquo )研究团队因为在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面的突出贡献获得了国家自然科学一等奖。之前，这一奖项已经连续3年空缺。 　　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。1989年，物理研究所&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 曾获当年国家自然科学一等奖。 　　■ 事实+ 　　什么是&ldquo 铁基高温超导&rdquo ? 　　超导，全称超导电性，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，电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。 　　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。 　　中国科学家首先发现了转变温度40K以上的铁基超导体，接着又发现了系列的50K以上的铁基超导体。 　　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。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，受到人们的广泛关注。 　　物理所和中科大的科学家们在铁基高温超导研究中引领了国际研究的热潮。1989年，物理研究所&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 就曾获当年国家自然科学一等奖。 　　五位获奖科学家成果丰硕 　　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，国际上的相关研究也进入低谷。但超导研究所的研究人员们一直坚持在高温超导研究领域默默耕耘。 　　这些年来，铁基超导体系不断产出优秀论文，引起了强烈的国际反响。物理所的靳常青找到了第三种全新的以LiFeAs为代表的111体系超导体，这对进一步探索高温超导的内在物理机制和提高超导转变温度都有重要的意义。 　　丁洪放弃了美国波士顿学院的终身教授职位，毅然回国后的第二天就投入到了铁基超导的研究当中。他首次在实验上提出了铁基超导体的能隙对称性，解决了这个曾在铜氧化物超导体中被长时间争论的问题。 　　任治安当时是赵忠贤组的主要成员之一，之前也是赵忠贤的博士生，直接与其他80后一起合成了一系列转变温度在50K以上的铁基超导体。 　　王楠林研究组当时有一员干将名叫陈根富，2007年10月回国加入该组后，即着手开展了LaFeAsO等铁砷超导材料的探索合成工作。他不但率先发现了41K的CeFeAs(O,F)新超导体，还首次生长出了一批高品质的超导单晶样品，推动了相关铁基超导机理的研究。 　　在五名获得国家自然科学一等奖的科学家背后，有着一支庞大的研究团队。他们反复强调说，自己只是中国科研人员中一个最最普通的集体。 　　截至2013年1月4日，铁基超导体的8篇代表性论文SCI共他引3801次， 20篇主要论文共SCI他引5145次。相关成果被众多国际知名学术刊物专门评述或作为亮点跟踪报道。 　　著名理论物理学家，美国佛罗里达大学Peter Hirschfeld教授说：&ldquo 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个(凝聚态物理强国)行列&rdquo 美国斯坦福大学Steven Kivelson教授说：&ldquo 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。&rdquo

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 近日，欧洲应用超导学会（ESAS）宣布将2019年国际应用超导杰出贡献奖授予中国科学院电工研究所研究员马衍伟，以表彰他在新型实用化超导线材领域的贡献。这是我国科学家首次获得该奖项。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 国际应用超导杰出贡献奖每两年颁发一次，每次评选一位获奖者，表彰近五年来在国际应用超导领域有突出创新和科学贡献的个人。2019年国际应用超导杰出贡献奖将于9月1日在英国举办的第十四届欧洲应用超导大会上颁发，获奖人将会在大会上作报告。 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 223px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5fefff18-ac3a-4b38-8d1b-2eceadd3f711.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 300" height=" 223" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: right text-indent: 0em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot font-size: 14px " 图片来源：中国科学院 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 马衍伟，中国科学院电工研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，中科院& quot 百人计划& quot 入选者，& quot 新世纪百千万人才工程& quot 国家级人选。1996年毕业于清华大学，获工学博士学位 曾先后在日本东北大学金属材料研究所(IMR)和筑波国立材料研究所(NIMS)、法国科学院工作过6年。长期从事超导材料、纳米能源材料以及强磁场下新型功能材料合成及其相关物性研究。 /span /p p br/ /p

近日，中国科学技术大学物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉教授团队的应剑俊特任研究员等人与南京大学孙建教授课题组合作在高压元素超导领域取得重要进展。通过超高压技术手段，研究团队发现元素钪在高压下具有高达36 K的超导转变温度，刷新了元素超导最高转变温度的记录。相关研究成果于6月22日以“Record High 36 K Transition Temperature to the Superconducting State of Elemental Scandium at a Pressure of 260 GPa”为题在线发表在《物理评论快报》上(Phys. Rev. Lett. 130, 256002 (2023))。 　　元素超导体为研究超导电性提供了一个最简单、最干净的材料平台。自从1911年荷兰科学家昂尼斯在元素汞中发现超导电性以来，越来越多的元素被发现具有超导电性。目前，共有50多种元素在常压或高压环境下被发现具有超导电性。然而，大多数元素的超导转变温度都较低，之前最高的元素超导转变温度为26 K，是由元素钛在高压下所实现。 　　早期研究发现，元素钪在压力下会经历四个结构相变。在23 GPa以上，Sc-I相会转变为Sc-II相，并且Sc-II相的超导转变温度在100 GPa左右达到最高近20 K，其相对较高的超导转变温度被认为是来源于电子逐渐从4s轨道向3d轨道转移所导致。由于早期高压实验技术的限制，元素钪在更高压力下的超导电性研究仍然十分缺乏。 图示：元素钪的超导转变温度随压力的演化相图。 　　针对这一问题，我校陈仙辉教授研究团队的应剑俊特任研究员等人对元素钪进行了超高压下的输运研究，确定了其高压下的超导相图。通过高压电输运测量发现在Sc-II相，超导转变温度(Tc)随压力增加而迅速增加，与早期的报道一致。而在进入Sc-III相后，Tc随压力几乎保持不变。当进入Sc-IV相后，Tc随压力的增加又继续增加，最高达到28 K。当体系最终在高压下进入Sc-V相后，其超导转变温度突然提升到36 K，并且随压力几乎保持变化。随后，研究团队通过第一性原理计算探索了高压下超导转变温度大幅提升的物理来源。计算结果表明：Sc-V相中d电子与中等频率声子之间的强耦合是导致其高Tc的最主要的原因。这些结果表明元素钪在压力下的超导转变温度与结构密切相关，在Sc-V相中发现的36 K超导转变温度不但刷新了元素超导转变温度的记录，而且也为在简单体系中寻找高温超导材料提供了一个新的思路。 　　中科大物理学院应剑俊特任研究员为相关文章的第一作者和共同通讯作者，陈仙辉教授和南京大学孙建教授为上述文章的共同通讯作者。相关工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院以及安徽省引导项目的相关基金资助。

专家组现场考察核磁共振谱仪产业化示范基地 　　7月31日，武汉物理与数学研究所在武汉组织召开了国家重大科学仪器设备开发专项&ldquo 500 MHz超导核磁共振波谱仪的工程化开发&rdquo 项目2014年度总体组会议。中科院条件保障与财务局郭宗慧副处长、姜言彬副处长，技术专家组组长裴奉奎研究员、用户委员会组长金长文教授，监理组组长王宜研究员等领导和专家出席了会议。会议由叶朝辉院士主持。 　　首先，项目负责人刘朝阳研究员汇报了项目总体实施情况 资产财务处史晓凤报告了项目预算执行情况，并根据项目预算实际执行状况提出了预算调整的申请 王玉兰研究员代表应用开发组汇报了谱仪应用技术开发进展，反馈了谱仪各用户的意见。随后，与会专家对项目产业化示范和运行情况进行了现场考察。 　　总体组认为项目执行情况良好，各项指标满足任务要求 项目在仪器开发、应用开发、产业化示范、质量体系建设、产品可靠性等方面取得了较好的成绩 预算执行良好，调整方案可行。会议要求，项目组应对照任务书进一步细化技术验收指标，于8月底前完成项目验收计划的制定，确保项目在2015年3月前完成项目验收。 　　最后，与会专家对如何维持现有科研团队，如何进一步开展产业化和市场推广等方面展开了讨论，对核磁共振谱仪中的超导磁体以及高灵敏探头的国产化寄予了厚望。 　　背景资料： 　　项目来源：科技部 　　项目名称：500 MHz超导核磁共振波谱仪的工程化开发 　　项目编号：2011YQ120035 　　项目负责人：刘朝阳 　　项目摘要：本项目技术方案基于&ldquo 十一五&rdquo 科技支撑计划课题&ldquo 300 MHz-500 MHz核磁共振波谱仪的研制&rdquo ，在此基础上对产品进行进一步优化，并实现产品的工程化，完成电路、机械以及软件的工艺与质量文件的编写与标准化，形成满足多种用户需求的系列化产品。项目组由产品研制、工程化以及应用开发等课题组成。产品研制组将优化超导核磁共振波谱仪控制台等核心部件与软件，研制宽带低噪声信号源等关键器件 工程化组将建立规范的工艺流程、质量管理、过程控制、产品标准等文件和体系，完成小批量试生产与中试，为产品规模生产的转化与推广应用提供工程示范 应用开发组包括高校、科研机构与企业等多种类型的专业用户单位，分别针对产品的不同应用需求进行应用方法研究与开发，形成完整的用户实验报告。项目将建成1500 m2以上的工程化基地，完成5台500 MHz超导核磁共振波谱仪工程化样机，开展高场核磁共振波谱仪的技术方案的探索，完成600 MHz NMR实验室样机的研制，为高场NMR谱仪的产业化奠定基础。完成多核实验方法、天然产物实验方法以及代谢组实验方法等应用开发。建立结构合理、市场意识强、工程化研究开发与转化素质较高的技术创新团队。 　　任务设置： 　　任务一：500 MHz超导核磁共振波谱仪的研制与开发 　　承担单位：武汉物理与数学研究所 　　任务二：500 MHz超导核磁共振波谱仪的工程化 　　承担单位：武汉中科开物技术有限公司 　　任务三：基于自研核磁共振波谱仪的代谢组学技术的应用开发 　　承担单位：武汉中科麦特技术有限公司 　　任务四：核磁共振在实验教学与具体科研项目中的应用开发 　　承担单位：武汉大学 　　任务五：手性诱导试剂和新型Gemini的合成及NMR谱仪的应用研发 　　承担单位：湖北大学 　　任务六：贵州民族药物中新颖活性组分的结构测定及NMR谱仪的应用研发 　　承担单位：贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室 　　任务七：NMR技术在几种食品安全检测中的关键技术及标准方法的研究 　　承担单位：湖北出入境检验检疫局检验检疫技术中心

p 　　6月5日至6日，中国科学院重大科技任务局组织测试专家组对中国科学院近代物理研究所和高能物理研究所联合研制的ADS先导专项25MeV超导质子直线加速器进行了现场测试。测试专家组由中国科学技术大学、北京大学、清华大学、兰州大学、上海应用物理研究所和近代物理所等单位的专家组成，中科院院士、近代物理所研究员魏宝文担任测试组组长。 /p p 　　测试专家组听取了近代物理所研究员何源关于“ADS超导直线加速器研制报告和现场测试大纲”的报告，审议了测试方案，亲自记录了加速器的测试运行指标。专家组于6月5日对脉冲束流指标进行了现场测试，测试结果为质子束能量26.1MeV、脉冲流强12.6mA 6日继续对连续束流指标进行了现场测试，测试结果为质子束能量≥25.0MeV、连续束流强150-200μA。由于辐射剂量限制，连续波束流在稳定运行1分钟后主动停止了测试运行。ADS超导质子直线加速器现场测试结果达到了ADS先导专项中束流能量25MeV的既定指标要求，脉冲流强超过了设计值10mA。此次测试达标，在国际上第一次实现了能量25MeV的超导质子直线加速器连续波束流，为后续近代物理所承担的国家重大科学基础设施——加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)的建设打下了坚实基础。 /p p 　　ADS先导专项25MeV超导质子直线加速器于2011年开始研制，在国外对相关技术限制合作的情况下，始终秉承着独立创新的科研态度、自主研发的奋斗精神，先后突破了一系列关键技术。本次测试结果，是继基于半波长谐振型超导腔(HWR)和轮辐型超导腔(Spoke)两种技术路线的注入器先后实现达标测试后的又一个里程碑，也标志着我国强流超导直线加速器继续保持着连续波超导质子直线加速器的国际领先水平。这台超导质子直线加速器也将作为国际样机，成为开展强流、高功率超导直线加速器合作研究的国际平台。 /p p style=" text-align: center " img title=" 01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/bb9a1ae3-e5e8-4998-bc19-2525d1835e52.jpg" / /p p style=" text-align: center " 测试结果 /p p style=" text-align: center " img title=" 02.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/a45bb9cc-516c-4b80-a04d-02edd971e006.jpg" / /p p style=" text-align: center " 会议现场 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 130" title=" 03.jpg" style=" width: 600px height: 130px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/33dd9cad-dc5f-4eeb-91c4-e89e1454a2e9.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 加速器运行控制室运行测试大屏 /p p style=" text-align: center " img width=" 520" height=" 294" title=" 04.jpg" style=" width: 520px height: 294px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/4cf59b8a-b574-4114-bd79-f025c5ea2249.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 25MeV连续波超导质子直线加速器(一) /p p style=" text-align: center " img width=" 520" height=" 292" title=" 05.jpg" style=" width: 520px height: 292px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/noimg/d33e944a-7ce7-4185-8d1a-2de8eaa0f362.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p /p p style=" text-align: center " & nbsp 25MeV连续波超导质子直线加速器(二) /p p /p p /p p /p p /p p /p p /p

英国《自然》杂志发表中美物理学家联合研究的最新成果：在具有二维层状晶体结构的铁基超导体中发现超导态的“各向同性”。这是首次在二维层状的超导材料中报道三维的超导特性。该工作由浙江大学物理系长江特聘教授袁辉球利用美国洛斯阿拉莫斯国家实验室强磁场设备完成实验，铁基超导材料样品由中科院物理所王楠林小组提供，浙江大学物理系为论文第一作者单位。 　　高温超导形成机理是国际公认的一大挑战，科学家寄希望于寻找铜氧化合物超导材料以外的新型高温超导材料，进一步探索其形成机理。袁辉球在铁基超导材料发现后不久就开始关注这类新型超导材料的奇特物性。他通过采用脉冲强磁场等极端实验条件，极大地延伸了铁基超导材料的温度—磁场相图的研究范围，并发现了令人惊异的现象：铁基超导材料(Ba,K)Fe2As2在低温的上临界磁场几乎与外加磁场的方向无关，具有“各向同性”的特征。这是首次在二维层状的超导体中发现了超导态的各向同性，为揭示铁基超导材料的形成机理提供了重要的物理信息。铁基超导材料的这种奇特的超导特性是由其独特的电子结构所决定的。 　　袁辉球认为，这类铁基超导材料虽具有二维层状的晶体结构，但其电子结构可能更接近于三维，因此，维度的降低并不一定是形成高温超导的必备条件。此外，铁基超导材料也表现出许多与重费米子材料相类似的性质，特别是在磁与超导的相互作用方面，他还推测，铁基超导材料可能是连接低温的重费米子超导与高温铜氧化合物超导的一个重要桥梁。 　　《自然》杂志评审专家认为，这是超导研究领域一项非常独特而重要的发现，将对研究铁基高温超导形成机理具有重要意义。

2016年度的“应用超导奖”评选工作已经圆满结束，国际电气与电子工程师协会（IEEE）将该奖授予了Michael Simmonds博士——Quantum D esign的创始人之一，并在国际性很强的应用超导会议上举行了隆重的颁奖仪式。 有着超导应用“终身成就奖”之称的“应用超导奖”主要表彰在超导应用领域具有创新并持续做出贡献的科学家。获得该奖项必须具备两个重要的前提条件：1、在超导应用的研究中具有创新性；2、在该领域做出持续的贡献（基本要20年以上）。通常来讲，具有“创新性”是多数科学研究及奖项的要求，但在此基础上“持续创新20年”的难度可想而知，由此可见“应用超导奖”的含金量。 Michael Simmonds博士获得此奖可谓实至名归，如果您了解超导应用或磁学测量，您肯定听说过大名鼎鼎的超导量子干涉仪（SQUID），这其中就包含了Simmonds博士的巨大贡献。现在我们所享受的便捷、高精度磁学测量的背后是Simmonds博士智慧的结晶和几十年如一日的不懈努力。正是因为有很多像simmonds博士这样精益求精、执着追求的科学家，Quantum Design 才能在科研设备领域占鳌头，为广大用户提供品质的科学仪器。John Przybysz (评选委员会主席)、Michael Simmonds博士（中）、Antonio Della Corte(IEEE CSC总裁) IEEE委员会为Simmonds博士列出的三条获奖理由为： 1、 Michael S immonds博士发明了革命性的磁学测量设备MPMS3（SQUID-VSM），并对它的性能进行不断的改进。 2、 Michael Simmonds博士提出并设计了双平衡SQUID，该类型SQUID基于几何结构对称的去耦调制和输入线圈，测量速度与精度有较大提升。 3、Michael Simmonds博士提出了将AC偏压引入DC SQUID的综合测量方法，大大提升了SQUID的精度，使得SQUID的应用领域更加广泛。 Michael Simmonds博士成长于美国西部“长空之州”的蒙大拿州波兹曼市，具有典型的西部牛仔性格——爽朗、刚毅。除了在物理界的杰出贡献外，Simmonds博士还热衷于公益事业，本次的奖金也将捐赠与波兹曼市儿童博物馆。 相关产品：mpms squid xl磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17087.htmmpms3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17089.htm完全无液氦综合物性测量系统 dynacool：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c18553.htm

低温下电阻随温度的线性变化是奇异金属态的重要特征，在非常规超导材料中常被发现。高温超导电性对这种奇异金属态的依赖关系一直是高温超导机理研究中备受关注的问题，可能隐含了破解高温超导机理的“密码”。一般情况下，高温超导体的电阻随温度的变化既包含线性项，又包含温度的平方项，近似可用一个温度的幂律函数即R(T) = R0 + ATα, 或是R (T) = R0+ AT + BT2 来描述。幂指数α=1是奇异金属态，系数A的值为零则表明奇异金属态消失。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员孙力玲小组与研究员邱祥冈等，联合美国普林斯顿大学教授R. Cava、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校教授N. Ni， 对具有奇异金属态的铁基超导体Ca10(Pt4As8)((Fe0.97Pt0.03)2As2)5（简称为1048 超导体）中奇异金属态和超导态的压力响应行为进行了系统研究，发现了随着压力的增加，其超导转变温度（Tc）连续下降，同时幂指数由常压下的 α=1 逐渐增加，而系数A随着压力逐渐减小。在量子相变临界压力处，超导转变温度Tc和A系数同时趋于零，转变成具有非超导费米液体态的高压相。 这是首次在高温超导体中通过压力调控观察到奇异金属与超导态的共存共灭现象，揭示了这类超导体的超导电性对奇异金属态的依赖关系。研究通过对实验结果的进一步分析发现，1048超导体的Tc与A系数之间服从与其他高温超导体类似的经验关系（Tc~ A0.5）。 相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项（B类）和松山湖材料实验室的支持。图1. 压力下超导转变温度对幂指数α和A系数的依赖关系。图2. (a)压力下1048超导体超导转变温度与系数A的变化关系；(b)不同的非常规超导体在压力下及常压掺杂得到Tc与A系数归一化后的关系，包括1048超导体和Sr0.74Na0.26Fe2As2超导体以及常压下掺杂的铜氧化物超导体及有机超导体。

本文由知社学术圈（zhishexueshuquan）授权转载 【摘 要】近日，中国人民大学于伟强教授研究组和清华大学于浦教授（Quantum Design产品用户）研究组与国内同行合作，利用离子液体栅技术实现了铁基超导材料的氢化，并成功获得非易失性电子掺杂下的超导电性。该工作次将FeS材料的超导转变温度由5K提高到18K，突破了铁基超导核磁共振实验长久以来的困境，开辟了超导电性探索的新途径。 相关成果以题为“Protonation induced high-Tc phases in iron-based superconductors evidenced by NMR and magnetization measurements”发表在了2018年1月1日出版的Science Bulletin上 (Science Bulletin 63, 11-16(2018))[1]。为什么氢化能够实现超导？该研究方法的出现意味着什么？ 罗会仟 | 中国科学院物理研究所 副研究员 科普作家【1、氢与超导结亲情】氢，是自然界轻的元素，仅含有一个质子和一个电子。氢是自然界重要的元素之一，因为氢和氧构成了水，才孕育了万物生灵。氢也是科学研究重要的起点，量子力学的成功，正是从氢原子起步的。超导，是一种神奇的宏观量子凝聚现象，在一定温度以下，某些材料电阻会降为零，同时出现完全抗磁性。超导的本质来源于材料中电子的两两配对，正所谓“男女搭配、干活不累”，配对的电子能够实现无阻碍的导电。只是，对于大部分超导材料，都要降到足够低的温度之下才能超导，称之为超导临界温度。如何提高超导临界温度，以及如何理解超导微观机理，成为超导研究的核心目标[2]。长久以来，科学家执着地认为氢单质就有希望实现室温下的超导电性，但条件是其苛刻的——需要在超高压力下将其金属化，这个压力约等于地球内部压力，在百万个大气压之上！实现如此高的静止压力只有一个办法，就是冒着爆炸的危险，用两块金刚石对可劲儿压。虽然有科学家宣称找到了金属氢，然而却在测定其超导电性过程中不慎失手打碎了金刚石[3]。德国科学家也在氢的硫化物中找到了203K的超导电性，但需要在200万个大气压下[4]！如此大得不得了的压力，谈应用前景是几乎不可能的了。氢与超导之间千丝万缕的联系，始终萦绕在科学家的脑海。 图1. 超高压下的金属氢[3] 【2、中式炒菜下的高温超导】超导材料的探索，被科学家戏称为“中式炒菜”——把几类元素单质或化合物经过一定的配比混合，经过高温烧结等工序，就能得到超导体。正如鲁、川、粤、苏、浙、闽、湘、徽等八大菜系一样，超导材料也因为炒菜原料和方式不同，有着不同的体系，包括金属单质、合金、氧化物、硫化物、有机物等多种形式的材料。这些“菜品”口味不一，物理性质千差万别，超导临界温度也各有千秋。上世纪80年代，一类新的铜氧化物超导体被发现，因为它们突破了当时理论预言的40K限，被称之为“高温超导体”[2][5]。历经30余年，许多铜氧化物高温超导体被发现，大地推进了超导研究的历史进程。到了2008年，新一类高温超导体再次被发现，它们是“铁基超导体”家族，以铁砷化物、铁硒化物和铁硫化物为主，块体临界温度可达55K，单原子层薄膜临界温度突破了65K，并且有可能走向更高[6]。高温超导貌似一个普遍物理现象，可人们却仍不知甚解。两类高温超导体都有一个共同特征，那就是需要高超的炒菜手艺。不仅仅是简单的原料混合，也需要把握火候(温度)和工艺。难之处在于，需要加一定的诸如糖、盐、醋、酱油、味精、花椒等调料，把口味调对了，才能出现的超导。这个调料，就是化学掺杂，通过元素替换或者原子缺陷，人为给增加电流的载体——电子或空穴，低温下的大量配对才会出现超导。铜氧化物高温超导体的母体本身是一个带有反铁磁性的缘体，然而掺杂可以将其调到金属导体状态，再降温后就成为超导体。如果炒得一手好菜，超导临界温度在常压下高能达到135K左右，离室温300K还有一定距离，然已经比单质金属要“有滋有味”多了(如金属铝为1.4K、金属汞为4.2K、金属铌为9K)[7]。调料加多了，也有烦恼。吃起来很香很美很有味儿，却难以搞明白是哪个调料起到了关键作用，或者调料复合下究竟是一个什么机制。因为载流子掺杂效应其复杂，比如改变材料的晶体结构、磁性、电性、热力学性质等等，许多现象已经超越了我们已有的理论框架体系。高温超导的微观机理问题，多年来也一直是个科学之谜，成为了凝聚态物理皇冠上的耀眼明珠。 图2. 铜基和铁基高温超导体的掺杂相图[2] 【3、喝水与酗酒的超导体】在其他科学家满头大汗忙着炒菜寻找超导体的时候，某些人也剑走偏锋，玩起了蒸包子超导体和酗酒超导体。例如一类钴氧化物本身难以超导，但是经过蒸笼里历练历练，把水分掺进去之后，它就超导了[8]！又如，一类铁硫化物材料超导性能往往很差，把它泡在各种酒里面喝高了之后，它就超导了！而且这家伙还酒品高雅，喜欢法国某酒庄某年份的某品牌红葡萄酒，光喝酒精反而不行[9]！无论是水还是酒，里面隐藏的奥秘，或许是传说中的氢？图3. 喝水的超导体NaxCoO2和喝酒的超导体FeTe0.8S0.2[8][9] 【4、洗澡蟹里出超导】 话说喝水和喝酒都能超导，给某些材料洗洗澡，是否也可以超导了呢？就像某湖水里的大闸蟹，洗洗涮涮再贴个标签，立马身价倍增，已是众所周知的秘密。给铁基超导材料洗洗澡，结果会怎么样？中国科学家还真就这么干了！确切地说，是给铁硫化物泡了个温泉。该泉水可不一般，是一堆“离子液体”，里面充满了多种带电离子。用铂丝做阳，要泡澡的材料做阴，加上栅电压。于是，离子液体里的氢离子，就在电作用下，呼啦啦涌到材料表层，甚至渗入内部。氢离子(质子)带正电，注入到材料中后为保持电中性，大量电子也就涌入到材料内部，从而使得材料实际上掺杂了更多的电子。电子掺杂让原本只有5K超导的FeS变成了18K超导，而FeSe0.97S0.03则出现了42.5K的超导，甚至完全不超导的BaFe2As2母体材料，也出现了20K的超导！原本需要进行元素替换的化学掺杂，这里通过“洗澡”方式注入氢离子，也同样实现掺杂后的超导，而且材料的晶体结构并未发生改变。真是“氢我一下就超导”！ 【5、氢云之上有玄妙】 利用栅电压来改变材料中的载流子数量/浓度，并不是什么新的发明。实际上，半导体材料玩的就是这一套。在半导体PN结里，通过偏压控制电流通过或者不通过可以做逻辑电路元件，通过控制电子-空穴对湮灭可以实现LED光学元件[10]。必须注意的是，超导体中的载流子浓度，与半导体相比，可是天壤之别，前者要大7-8个数量。毫无疑问，载流子浓度越高，参与导电的粒子就越多，导电性才会越好。指挥一支敢死队的方法，不一定适用于千军万马对阵。利用离子液体或离子固体门电压调控，也是可以调节超导体表面的电子浓度的。中国科学家前几年就发现，FeSe薄层材料原本临界温度只有9K，在离子门调节载流子后，迅速提升到了46K[11]。这种技术靠的是在材料表面覆盖一层离子，通过偏置电压让离子聚集在表面，体内电荷就会重新分布，造成掺杂效应。产生的效应尺度有限，撤掉偏压会失去效应，调控掺杂浓度有限，是该方法的缺点。如果直接把离子打入材料内部呢？清华大学的于浦教授想到了电化学方法。干脆把材料当做电本身，在离子液体里加上电压，离子就会注入或离开材料，从而实现电子或空穴掺杂。经过摸索，他们先在氧化物材料实现了电化学离子注入。只要控制好温度和电压，就能无损害材料本身而调节其物性，并且过程是可逆的！中国人民大学的于伟强教授主要做核磁共振研究，多年以来的梦想就是实现高温超导体的注氢。因为核磁共振对同位素有大的选择性，高温超导体里面含有的元素要么不合适做实验，要么需要的同位素贵无比，注入核磁共振信号强的氢离子是合适不过了。于浦教授的方法和于伟强教授想法一拍即合，于是“二于配合”顺利把氢离子搞定进入超导体。图4. 注氢铁基超导实验原理、结果及主要研究人员：崔祎、于浦、于伟强等（于伟强提供）神奇的一幕就此揭开了，铁基超导的性能获得了大幅度的提升！同样“注氢超导”也是可逆的，且几乎不改变材料结构，同时可以撤离“洗澡水”依然保留超导。这意味着，该新型超导调控手段可以避免之前化学掺杂带来的麻烦，不仅为核磁共振，也为其他超导探测手段提供了连续可控的干净样品。无论是超导材料还是超导机理的研究，都将为此受益！目前，他们正在和国内的合作者一起，试图在更多的材料里面实现注氢超导，终将在攀登超导研究之峰上，开辟出一条崭新的道路！ 【致谢】 感谢中国人民大学于伟强教授、清华大学于浦教授、Science Bulletin编辑邹文娟等人对此文的修改和帮助。 【参考文献】 [1]. Y. Cuiet al.,Science Bulletin 63, 11-16(2018) [2]. 罗会仟, 周兴江, 神奇的超导, 现代物理知识, 24(02), 30-39 (2012).[3]. R. P. Dias, I. F. Silvera, Science 355(6326), 715-718(2017).[4]. A. P. Drozdov et al., Nature 525, 73-76 (2015).[5]. J. G. Bednorz and K. A. Müller, Z. Phys. B. 64, 189 (1986).[6]. 罗会仟, 铁基超导的前世今生, 物理, 43(07), 430-438(2014).[7]. A. Schilling et al., Nature 363, 56-58(1993).[8]. K.Takada et al., Nature 422, 53-55(2003).[9] K.Deguchi et al.,Supercond. Sci. Technol. 24, 055008(2011).[10]. 黄昆, 谢希德, 《半导体物理学》, 科学出版社, 2012.[11]. B. Lei et al., Phys. Rev. Lett. 116, 077002 (2016).[12]. N. Lu et al.,Nature 546, 124–128 (2017). 【相关产品及链接】mpms3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17089.htmppms 综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17086.htm完全无液氦综合物性测量系统 dynacool：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c18553.htm多功能振动样品磁强计 versalab 系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c19330.htm超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c122418.htm低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c201745.htmmicrosense 振动样品磁强计：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c194437.htm智能型氦液化器 (ATL)：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c180307.htm

近日，“室温超导”热度持续走高。8月2日，天风国际证券分析师郭明錤表示，常温常压超导体的商业化尚无时间表，但是未来它将对消费电子领域的产品设计产生颠覆性影响，即便iPhone都能拥有匹敌量子计算机的运算能力。　　从二级市场来看，超导相关概念股表现活跃。东方财富Choice数据显示，8月2日，超导概念股集体高开，中孚实业、百利电气等个股涨停，板块指数创今年以来新高。　　“常温常压超导不需要特殊的温度和压力，是目前最有商用价值前景的超导体，如其落地则意味着可以为消费电子等更多产业带来巨大变革。”南京大学高性能计算中心高级工程师盛乐标在接受记者采访时表示，“常温常压超导材料将显著提升芯片的计算性能，促进量子计算、超导逻辑电路等发展，为计算机、手机等提供更高的电流密度和更低的能耗。”　　如果常温常压超导材料取得突破，将在能源、计算等诸多领域产生变革，如可用于构建量子计算机等。　　不过，目前室温超导体的相关研发工作仍在初期阶段。“从理论、实验，再到评审验证及量产，常温常压超导体的可行性落地仍有很长的路要走，同时其真正商业化还面临应用条件完善、技术路径变化、设计难度、成本等多重挑战。资本市场也要警惕过度炒作现象。”钧山董事总经理王浩宇对记者表示。　　科技部国家科技专家周迪认为，超导体是一种比常规导体更为优越的无损耗导电材料。目前，常温常压超导体落地的主要难点在于超导材料和制备适配难度较大，多个机理的未知问题也有待解决。　　对于“室温超导”的落地，相关上市公司虽集体持观望态度，但也将其视为重要的研发方向，并提前酝酿布局。　　鑫宏业在投资者互动平台上表示，超导技术（高温、低温、常温）是未来电力输送的重要发展方向，是特种线缆未来的重点研发方向，公司会积极关注。九洲集团表示，超导技术可以提高电能传输的效率，降低能源损耗，因此可能会对电力设备制造业带来积极的影响。广电电气称，公司保持对重要新兴技术及领域的密切关注。永鼎股份则表示，公司在等待相关验证的过程。　　根据贝哲斯咨询调研数据显示，2022年，全球超导体市场容量达405.93亿元，预测至2028年，全球超导体市场规模将会达到618.21亿元。　　“重大装备、AI智造等领域急需的半导体材料、超导材料等是新材料产业重点发展方向。在自主化创新的推动下，未来几年国内超导产业有望迎来迅猛增长。”看懂经济研究院研究员袁博认为。

近期韩国一研究团队声称成功合成室温超导材料“LK-99”。但据韩联社3日报道，韩国超导和低温学会“LK-99”验证委员会表示，与“LK-99”相关的影像和论文中展示的这一材料的特征并不符合迈斯纳效应，不足以证明“LK-99”是室温超导体。　　迈斯纳效应是超导体从一般状态相变至超导态的过程中对磁场的排斥现象，它可以用来判别物质是否具有超导特性。　　韩国超导和低温学会“LK-99”验证委员会当天对韩联社表示，学会已要求合成该物质的韩国量子能源研究所提供进行验证的样本，但得到的答复是，此前发布的论文仍在接受评议，2至4周后才可提供样本。　　韩国超导和低温学会2日发布新闻公报表示，将组建一个专家验证委员会，对近期韩国一研究团队声称成功合成的室温超导材料“LK-99”进行科学研判。新闻公报说，现阶段基于两篇存档论文和公开的影像，很难得出结论说“LK-99”是室温超导体，仍需开展进一步的科学验证，因此该学会决定成立一个专家验证委员会进行相关的实验及理论研讨。验证委员会成员来自该学会的物理、材料、电气和机械领域的会员。　　韩国量子能源研究所等机构的研究人员7月22日在预印本网站arXiv上发布论文说，他们研发的一种被命名为“LK-99”的材料具备超导性，超导临界温度在127摄氏度左右，而且在常压下就具备超导性。韩国团队的研究成果引起大量关注的同时，也受到不少学者的质疑。

最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室丁洪研究组与日本东北大学高桥隆教授小组合作，在铁基高温超导体超导能隙对称性和轨道相关性研究的中取得新进展。 　　高温超导电性一直是一个热门的研究课题。最近发现的铁砷化合物超导体的超导转变温度达到55K，从而结束了铜氧化合物在高温超导领域内的统治地位，更是将这一课题的研究推向了一个新的高潮。和铜氧化合物超导体的情况一样，揭示出这种新型超导体的物理性质，特别是超导能隙对称性和轨道相关性成为理解这种高温超导机理和相关物理特性的最关键的问题。 　　丁洪及其合作者利用高分辨角分辨光电子能谱仪，对新发现的超导体Ba0.6K0.4Fe2As2 (Tc = 37 K)进行了研究。他们观察该材料具有两不同值的超导能隙：较大的能隙(Δ~12meV)处在两个小的类空穴和类电子费米面上 较小的能隙(~6meV)处在一个大的类空穴费米面上。两个能隙都在体转变温度(Tc)处同时闭合，在其各自的费米面附近无节点且几乎各项同性。随着在不同能带上耦合系数2Δ/KBTc从弱耦合变化到强耦合，各向同性的配对相互作用表现出强烈的轨道依赖性。这种相同且相当大的超导能隙归因于两个小费米面上的强配对作用，而这两费米面通过母系统(parent compound)中反铁磁自旋密度波矢量联系。这就表明配对机制源于两个相互嵌套费米面的带间相互作用(inter-band interactions)。 　　该项工作以发表在 Europhys. Lett 83 (2008) 47001。美国阿贡国家实验室的Michael Norman最近为美国物理学会今年创刊的Physics杂志中“trends”栏目撰写了关于铁基超导体物理研究的短评文章，重点介绍了此项工作。同时 EuroPhysics News以 Pairing symmetry of iron-based superconductors为题目选作研究亮点进行报道。2008年8月1号日本《科学新闻》以“铁系高温超导体的超导电子对对称性的成功确定对于物质结构的解析带来很大进步 ”为标题对这项工作进行了报道。 　　此外，他们还对多种铁基超导体进行了一系列深入的研究，其中包括母体材料、空穴型和电子型掺杂材料、欠掺杂和过掺杂材料。主要成果包括：观察到了一种可能是电子配对媒介的反铁磁性玻色子模式，同时对电子结构进行了完整描述，并发现了超导能隙和费米面随掺杂浓度变化的演变。这些成果已被写成6篇论文，即将发表在Physical Review Letters等刊物上。 　　以上研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金委和科技部相关项目的资助。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 4月13日，由中国科学院武汉物理与数学研究所承担的国家重大科学仪器设备开发专项“500MHz超导核磁共振波谱仪的工程化开发”项目顺利通过科技部评估中心组织的综合验收，验收会议由中科院院士祝世宁主持。 /p p 　　首先项目负责人刘朝阳汇报了项目总体实施情况以及异地测试验收情况，并播放了产业化实施过程中的生产视频。随后，验收专家组对项目研发的500MHz超导核磁共振波谱仪样机及关键部件进行了实地检查，远程查看了产业化实施情况，并对项目进行了质询和评议。 /p p 　　验收专家组认为，该项目完成了5台500MHz液体高分辨核磁共振(NMR)波谱仪整机、四通道600MHz NMR波谱仪实验样机的研制，开发了300-600MHz NMR波谱仪系列化产品，完善了产品工程化和产业化开发的质控过程，形成了系列技术文件、工艺文件、质量文件、管理文件和工业化产品，并建立了核磁产业基地；产业化质量与管理体系通过了ISO9001质量管理体系认证。项目技术形成的超导核磁共振波谱仪已实现销售，技术就绪度达到了8级。在仪器应用研究方面，建立了食品NMR基础谱库、天然产物提取物鉴定和代谢组学NMR数据库，并建立了若干物质结构的NMR分析方法。与会专家一致同意该项目通过验收，综合评分为98.1分。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" MAX-WIDTH: 500px" src=" http://n.sinaimg.cn/translate/20170421/8uxJ-fyepsec0045865.jpg" img-size=" 500,290" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 验收会现场 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" MAX-WIDTH: 500px" src=" http://n.sinaimg.cn/translate/20170421/jlUT-fyepsec0045868.jpg" img-size=" 500,301" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 实地检查 /p

不久前，美国罗切斯特大学物理学家Ranga Dias宣称发现了室温条件下的超导新材料。此消息一度引发全球“震动”。毕竟，室温常压超导材料一直被众多物理学家视为“终极目标”，需历经一次又一次的验证和时间的考验。尽管实现“终极目标”举步维艰，但仍让众多物理学家为之着迷，电子科技大学物理学院教授、凝聚态物理研究所所长乔梁就是其中一名。近日，他和团队也在超导新材料研究领域取得突破，为镍基超导领域的发展提供了新思路。研究成果在线发表于《自然》。氢元素，被乔梁称为是一只“看不见的手”，它悄悄改变了制备出的材料的物理性能，是影响镍基超导电性关键而又隐秘的元素。此次研究中，乔梁和团队首次在实验中观察到了奇异电子态，即巡游的间隙位s轨道（IIS）。在别人忽视的角落，他们牵到了那只“看不见的手”。从镍入手1986年初，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，为寻找室温常压超导带来了希望。为何这种材料具有较高的超导临界温度？这一问题30多年来仍没有得到完美解答。“科学家一直在思考，能否从类铜材料入手，借助铜基的调控思路实现新的超导材料，再借此反过来研究铜基超导？这或许会加深我们对高温超导的理解。”乔梁说，元素周期表中与铜元素相邻，在结构和性质上与铜有很多相似之处的镍元素，成为物理学家心中理想的突破口。2019年8月，美国斯坦福大学教授Hwang课题组率先在基于无限层结构的镍氧化物外延薄膜中发现了超导电性。乔梁称该研究具有划时代的意义。但后续镍基超导的研究却遇到一系列困惑：为什么无限层镍基材料可以成为超导？为什么全世界只有少数几个团队可以做出镍基超导样品？“物理规律是客观存在的。当不同科学家的课题组制备的材料样品频繁出现‘性能不能重现’问题时，第一直觉就是材料内部可能存在不为人知的‘隐变量’，从而悄悄改变了材料的物理性能。”在研究成果发布时，乔梁附上了这段话。抱着试一试的心态，乔梁于2019年9月与学生一起开启了镍基超导的研究之旅。摸清“黑匣子”里氢的作用2021年4月，乔梁团队在制备的镍基超导外延薄膜中成功获得了0电阻的超导电性。当年7月，乔梁带着团队继续从事超导样品里氢的调控实验。“当时并不知道氢的作用，只是学生碰巧做了。”乔梁回忆那时有一点“鬼使神差”，但也并不是毫无缘由——在无限层结构镍基氧化外延单晶薄膜的制备过程中，他们利用氢化钙进行了还原。“我们通过调控还原条件发现，如果温度不变，逐步增加还原时间，结果就会发生‘弱绝缘→超导→弱绝缘’的变化。”表面上看，是不同制备工艺导致，但乔梁总觉得这是一个新的角度。“往深一步想，为什么调控时间会引起这样的差别？”乔梁注意到，以往没有任何课题组深究过氢化钙这种还原剂。“是不是氢元素在起作用？”但这是一个“黑匣子”。氢原子具有最小的原子半径和原子质量，与常规探测媒介相互作用弱、散射截面小，导致其很难被探测到。随即，乔梁寻求澳大利亚合作者Sean Li的帮助，利用极高元素敏感性的飞行时间二次离子质谱发现镍基超导外延薄膜中存在大量的氢元素，而且氢元素自始至终存在于薄膜晶格外延生长和拓扑化学还原的过程中，并进一步确定了氢元素在材料内部的原子占据位置。2021年11月，乔梁团队确定了调控还原时间的本质就是调控氢元素。时间延长，氢元素就多，反之亦然。在极低温强磁场输运性质研究中，乔梁发现，在锶含量不变的情况下，通过调控氢元素的含量，可以实现“弱绝缘→超导→弱绝缘”的连续相变，说明氢元素的确对超导电性的出现起到关键作用。但乔梁又提出了一个问题：为什么调控氢元素会对超导电性产生影响？氢元素到底产生了怎样的作用？纺锤形“小包”的发现在此之前，乔梁团队与英国钻石光源的周克瑾合作，通过基于同步辐射的共振X射线非弹性散射（RIXS）技术和电子结构计算，研究了镍基超导体费米面附近的电子结构。乔梁在超导样品的RIXS图中，观察到一个纺锤形的“小包”。他对比了其他几项类似研究，都没出现过这种电子轨道。乔梁起初怀疑是测定有失误，但不知如何解释。之后，团队又发现了氢的存在，才开始考虑是否可以找到氢存在的电子态证据。此时，乔梁又想起了那个悬而未决的“小包”之谜。乔梁再次仔细查阅和自己做了类似RIXS实验的其他已发表的文章，发现有的实验中其实隐约出现过类似的“小包”，只不过被研究人员忽略了。乔梁设想，假定“小包”就是理论预言的IIS轨道，从这个思路对实验结果进行反推看能否成立，说不定有助于解释氢元素与IIS轨道的关系，及其对超导的影响。“根据对铜基材料研究的经验，对超导起着决定性作用的是金属元素的3d轨道。”乔梁解释说，在镍基超导体中，其费米面附近的电子结构中，IIS、Ni3d、Nd5d等轨道之间存在较强的相互作用。因此，IIS轨道的强烈吸引导致费米面附近Ni3d轨道的有效占据减少，丧失了超导能力。“氢元素的加入，填满了轨道空隙，如一只无形的手，导致IIS轨道没法‘拖拽’Ni3d轨道，产生了类似于铜基超导的费米面电子结构，进而促进超导态的出现。”乔梁和理论合作者黄兵讨论后认为，如果氢元素超过一定数量，反而会进一步改变Ni3d轨道极化情况，也不利于实现超导。2022年3月，合作团队最终刻画出“轨道污染”和“轨道纯化”竞争的示意图，并于4月完成了文章初稿，交稿后，审稿人评价其“极具创新性”。回顾整个过程，乔梁认为，此次研究改变了科学家对镍基超导材料的基本认知，并提供了一个更为准确和合理的物理模型。研究结果可以解释为何仅有少数课题能成功制备零电阻镍基超导样品，因为多数研究忽视了氢元素对超导的影响，没有控制这个关键因素。“但提高对氢元素控制的精确度和可重复性还是比较难。我们的研究只是抛砖引玉，提供了一个方向。”乔梁说。 镍基超导中氢元素作用示意图

近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室王征飞教授与美国犹他大学刘锋教授，清华大学薛其坤院士、马旭村研究员，中科院物理所周兴江研究员合作，首次发现了铁基高温超导材料中的一种新型一维拓扑边界态，该成果在线发表于《自然—材料》杂志。　　自然界中至今还没有发现拓扑超导材料，如何设计寻找拓扑超导材料已成为研究人员关注的焦点。以往的研究思路是借助外延生长将拓扑材料放置在超导材料上或将超导材料放置在拓扑材料上，通过邻近效应实现拓扑超导体。但这种复合材料对于生长工艺的要求十分苛刻，阻碍了拓扑超导材料研究的发展。　　研究人员以新型高温超导材料FeSe/SrTiO3为研究对象，结合理论计算、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱，系统地研究了其反铁磁电子构型，并在实空间观测到自旋—轨道耦合所打开的拓扑能隙中一种新型一维拓扑边界态的存在。该研究工作揭示了FeSe/SrTiO3中同时存在的超导与拓扑两种特性，为探索单一材料高温拓扑超导体和马约拉纳费米子开辟了新途径。同时该工作也有助于进一步理解FeSe/SrTiO3的高温超导机制，对于推动铁基高温超导材料的机理研究具有重要意义。

LK-99材料有一个边缘呈悬浮状态。图片来源：Hyun-Tak Kim et al. (2023)一个研究小组声称已经创造出第一种在室温和环境压力下完美导电的材料，但许多物理学家对此持高度怀疑态度。美国威廉与玛丽学院的Hyun-Tak Kim表示，他将支持任何试图复制其团队工作的人。超导体是一种可以使电流在没有任何阻力的情况下移动的材料，因此可以显著降低电子设备的能源成本。但一个多世纪以来，研究人员一直无法让它们在极端条件下工作，比如极低的温度和极高的压力。现在，Kim和同事声称已经制造出一种在室温和压力下具有超导性的材料。为了制造这种被称为LK-99的新材料，Kim和同事制造出混合了铅、氧、硫、磷的粉末状化合物，然后将其在高温下加热几个小时。这使得粉末发生化学反应，变成深灰色固体。研究人员随后测量了一毫米大小的LK-99样品在不同温度下的电阻，发现其电阻率从105℃的相当大的正值急剧下降到30℃的接近零。超导体会驱逐磁场是迈斯纳效应现象的一部分，为此，研究人员还测试了这种材料在一定温度下对磁场的反应。结果显示，在电阻接近于零的温度范围内，它确实表现出这种效应。由于迈斯纳效应，超导体放置在传统磁体上时会呈漂浮状态，研究人员也记录了这种悬浮的测试。在他们的视频中，他们将一块LK-99放在磁铁上方，磁铁表面明显升起。然而，这种扁平的硬币状的材料只有一个边缘完全悬浮，另一边似乎与磁铁保持接触。Kim说，这是由于样品还不完美，意味着只有部分样品具有超导性，并表现出迈斯纳效应。目前，两篇关于k -99的论文已在预印本服务arXiv上公布，但不进行同行评审，相关研究已在4月份发表于《韩国晶体生长与晶体技术杂志》。Kim只是其中一篇论文的合著者，另一篇论文则是由他在韩国量子能量研究中心的同事撰写，他们中的一些人也在2022年8月申请了LK-99的专利。这两篇论文都提出了类似的测量方法，但Kim说第二篇论文存在“许多缺陷”，并且未经他的许可就被上传到arXiv。在那篇论文中，这项工作被描述为开启了“人类的新时代”。社交媒体上的一些评论员称赞这一发现是一代人的突破，但超导专业研究人员在很大程度上持怀疑态度。英国牛津大学的Susannah Speller和Chris Grovenor说，当一种材料成为超导材料时，在许多测量中应该有明确的特征。Speller说，对于其中两个，即对磁场的响应和一个称为热容的量，数据中都没有给予证明。“因此，现在说我们已经在这些样品中获得了令人信服的超导性证据还为时过早。”Kim已经意识到这种怀疑，但他认为其他研究人员应该尝试复制他团队的工作来解决这个问题。一旦研究结果发表在同行评议的期刊上，他将支持任何想要自己创造和测试LK-99的人。与此同时，他和同事还将继续完善奇迹超导体样品，并向大规模生产迈进。

来自芬兰阿尔托大学、欧洲量子计算公司IQM和芬兰国家技术研究中心的科学家在最新一期《自然通讯》杂志上发表论文称，他们研制出了一种新的超导量子比特“独角兽”，旨在提升量子计算的准确性，并以99.9%的置信度利用“独角兽”实现了量子逻辑门，这是构建商用量子计算机的重大里程碑，最新研究有望推动量子计算机的应用。在构建量子计算机的所有不同方法中，超导量子比特处于领先地位，但目前使用的超导量子比特的设计方法和技术性能还不足以提供实际应用，研究人员一直在寻找更精确的量子比特，以使量子计算更好地解决实际问题。在最新研究中，研究团队推出了一种新的超导量子比特“独角兽”，它继承了多项优势：非谐性增加、对直流电荷噪音完全不敏感、对磁噪声敏感度降低以及仅由谐振器中的单个约瑟夫逊结组成、结构简单。该团队在3个不同的“独角兽”量子比特上实现了13纳秒长的单量子比特门，置信度从99.8%到99.9%。研究人员解释称，由于“独角兽”量子比特的非谐性或非线性比近年来广受关注的“传输子”量子比特更高，因此可更快地操作从而减少每次操作的错误。为演示“独角兽”，团队设计并制造了芯片，每个芯片由3个“独角兽”量子比特组成。他们使用铌作为超导材料，除了约瑟夫逊结，其中超导引线用铝制造而成。

记者10月22日从在清华大学召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上获悉，我国自主研制、拥有完全自主知识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已完成生产并交付用户使用，在全国16个省市区的通信装备上投入长期实际应用。这是我国高温超导应用研究的重大突破，标志着我国高温超导在通信领域已进入规模商业应用和产业化阶段。鉴定会专家对项目成果给予高度评价，鉴定意见指出，项目总体技术达到国际先进水平，为采用高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基础，为我国通信现代化作出了重大贡献。 　　据该项目负责人、清华大学物理系教授曹必松介绍，自1986年高温超导材料发现至今，26年来我国投入大量人力物力进行应用研究和技术攻关，其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。“这次高温超导滤波系统由最终用户采购，在全国16个省市区批量供货投入运行，与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同，标志着经过长期不懈的研究，我国高温超导研究已经从实验室研究阶段发展到了面向最终用户的大规模商业应用。高温超导真正的实际应用已经成为现实。” 　　据了解，在微波频段，高温超导材料的电阻比普通金属低2—3个数量级，用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好，具有常规滤波器无法比拟的、近于理想的滤波性能。“但是高温超导材料必须在其转变温度Tc以下才能实现其超导零电阻特性，所以高温超导滤波系统的研发难度非常大。我们和综艺超导科技有限公司共同研发的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成的，具有极低的噪声和极好的频率选择性，可应用于各种无线通信装备，同时大幅提高灵敏度和选择性、提高抗干扰能力和探测距离等。”曹必松说。 　　2005年，在国家科研经费支持下，该项目组在北京建成了超导滤波系统移动通信应用示范基地，实现了小批量长期应用。为实现超导滤波系统在我国的规模化商业应用，在国家相关部门和各级领导支持下，清华大学和综艺超导科技有限公司的研究团队十余年如一日，艰苦奋斗，攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满足装备苛刻使用要求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题，获得超导滤波技术授权发明专利10多项，于2009年12月完成了超导滤波系统产品样机的研制。 　　2010年1月至11月，在国家主管部门的组织下，由7个专业测试单位对超导滤波系统产品进行了全面性能测试，包括电性能测试，满足通信装备高低温、冲击、振动、低气压、盐雾、霉菌、湿热等苛刻使用要求的环境适应性试验，通信装备加装超导滤波系统前后的性能对比试验和用户长期试用等。 　　试验结果表明，超导滤波系统的全部性能都达到或超过了通信装备实际应用的技术要求。在通信装备上加装超导滤波系统前后的性能对比试验表明，超导滤波系统使重度干扰下原本无法工作的通信装备恢复了正常工作，使中度干扰下装备最大作用距离比原装备平均增加了56%。自2010年10月起，超导滤波系统在该型通信装备上投入长期运行，至今已连续无故障运行2年以上。 　　2011年1月19日，超导滤波系统通过了国家主管部门组织的技术鉴定，获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月，综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同，在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。 　　据介绍，综艺超导科技有限公司由江苏综艺股份有限公司等股东投资、在2006年成立的高新技术企业，公司设在北京中关村科技园区。目前，综艺超导已建成一流水平的超导滤波系统生产基地，并且已经顺利完成首批高温超导滤波系统批量生产和用户交付。 　　曹必松说，高温超导滤波技术在移动通信、重大科学工程和国防领域具有广阔的应用前景。为进一步推广超导滤波技术的应用，还需要攻克适应于各种不同通信装备应用要求的高难度的超导滤波系统设计、制备技术、适应于各种应用环境的环境适应性技术等研究难题。 　　与会专家认为，经过未来几年的努力，该技术将在更多无线通信领域获得大规模应用，并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相关产业链的形成和发展，在我国形成一个全新的高温超导高技术产业，为我国通信技术的升级换代提供一种全新的、性能优异的解决方案。

p 　　为加强国家重点研发计划“数字诊疗装备研发”重点专项重点项目过程管理，对华工科技股份有限公司承担的“基于超导回旋加速器的质子放疗装备研发”项目的组织实施进行推进，生物中心成立了由数字诊疗专项专家组成员、相关技术专家、财务专家、工程专家等8位专家组成的项目推进专家组，并于2017年12月12日在武汉组织召开了该项目的工作推进会。此次项目推进工作由生物中心董志峰带队，推进专家组成员、生物中心化学药与医疗器械处相关人员出席了会议。武汉市委常委、副市长李有祥，湖北省科技厅副厅长吴麟章，武汉市科技局局长李记泽，项目参与单位华中科技大学党委书记路钢，项目顾问段正澄院士参加会议并讲话。项目负责人马新强以及项目组成员共90余人参与了会议。 /p p 　　会上，项目相关负责人对项目总体进展、设备研发进度、临床基地及研发生产基地建设、质量体系建设等情况进行了汇报，项目推进组专家查阅了相关文件资料，就项目进展情况及存在的问题与项目相关负责人员进行了深入的交流与讨论，并实地考察了项目承担单位华工科技产业股份有限公司质子放疗装备的研发现场。 /p p 　　在深入了解项目进展情况及充分交流讨论的基础上，推进组专家形成了相关意见并现场反馈给项目组。项目组代表表示将严格按照生物中心的要求及推进组的意见，进一步明确项目里程碑目标，加快推进项目实施，争取按期完成项目。 /p

近日，韩国一篇论文声称发现了世界上首种常温超导材料，引发大众关注。如果无视网络上的种种喧嚣，我们不妨弄清楚3个问题：什么是超导和常温超导？为了获取相关成就，科研人员需要攻克哪些技术难关？如果常温超导成真，在航天领域可能具备怎样的应用前景呢？　　神奇背后限制重重　　讨论常温超导之前，我们有必要理解超导的概念。所谓“超导”，就是电流能够不受阻碍地流经导体，并产生强大的磁场。超导在日常生活中最常见的应用场景应该是医院的核磁共振仪，其最核心组件是由铌钛合金丝绕制的线圈。　　不过，材料想达到超导状态，在传统上需要使用大量液氦和低温制冷机，冷却到零下264摄氏度左右，无疑会付出极大的代价，包括巨大能耗、液氦的昂贵成本和复杂的结构等。近年来，随着材料技术进步，一些在液氮温区（约零下196摄氏度）甚至更高温区下就能展现超导特性的材料不断被发现、改良，但距离室内常温还很遥远。　　超导研究是20世纪材料学的前沿领域。1908年，液氦制取成功，沸点约为零下269摄氏度，为超导研究奠定了基础条件。1911年，科研人员发现，在液氦环境的极低温度下，水银的电阻突然消失了。这被认为是超导研究的“起点”。1933年，德国物理学家迈斯纳和奥森菲尔德认识到，只要材料温度低于超导临界温度，其内部的磁感应强度总和就为零，即具有完全抗磁性。这就是超导的检验标准“迈纳斯效应”。　　那么低温超导是如何产生的呢？答案蕴含在精妙的微观世界中。　　经典理论认为，电阻是电子在导线中碰撞、受阻所致。　　然而，在超导材料中，电子会结成一对一对的所谓“库珀对”，就像舞蹈一样，迅速避开阻碍，实现电流的零电阻传输。这种奇妙的现象被认为是由材料晶体内部原子的振动引发的，也就是由巴丁、库珀、施瑞弗共同提出的“BCS理论”。　　然而，受限于液氦等极低温条件，超导长期难以在大规模工程中广泛应用，也促使科研人员对“高温”超导的研究投入了巨大的热情。1986年，科学家们惊喜地发现，钇钡铜氧化物、铋系材料等在相对较高的液氮温区下仍然能够表现出超导现象。这意味着，可以将获取更简便、成本更低廉的液氮作为超导冷却剂。　　这个突破为超导的实际应用提供了更广阔的“舞台”，也为许多大科学装置的建设提供了有力保障。比如，“东方超环”和国际热核聚变实验堆等设施都应用了新型超导电缆，有效降低了制冷系统的功率需求。　　但“高温”超导研究当前似乎遇到了“理论滞后于现实”的困境。科学家们一直在努力探索其中的奥秘，至今仍未完全揭示其具体原理，基本上停留在假说阶段。例如，一些学者认为，电子之间复杂的相互作用、新的凝聚态现象等或许是“高温”超导诞生的主要原因。　　不难看出，超导研究领域的所谓“高温”仍然不是大众日常能够体验到的，那么在室温条件下获得超导更是困难重重。　　航天应用前景无限　　航天是利用速度摆脱星球引力束缚、探索并开发浩瀚太空的伟大事业。而最经典的航天器运载工具就是火箭，一般利用燃料燃烧产生的高温高速喷流，产生强大的反作用力，将载荷不断加速、抬升，直到飞出大气层。　　但现有的火箭大多数是从地面发射架上直接起飞，为了加速飞离空气稠密阻力大的对流层，需要消耗大量燃料，这也意味着火箭会损失许多宝贵的运力。　　为了解决这个问题，航天发射机构提出了五花八门的创新方案，包括飞机挂载火箭空中发射、巨型飞艇和气球提升火箭到高空发射、离心机甩出火箭发射等。　　比如，美国飞马座空射火箭在1990年成功入轨，在发射前会被悬挂在经过特别改装的客机机腹下。载机在13000米左右高度以0.8马赫平飞时，火箭被投放，随后点燃第一级固体发动机，加速爬升。　　但这些发射方式都存在一些弊端，尤其是飞机等平台的运作维护成本不低，运输能力有限，一般只能发射小型火箭，入轨运力不足。例如，飞马座火箭的700公里太阳同步轨道运力仅有200公斤出头，只能投送小型载荷入轨，单位发射成本要高于很多地面发射的大中型火箭，因此飞马座火箭乃至后续的空射火箭规模化应用始终困难重重。　　不过，一旦常温超导材料问世并成功实用化，航天发射史有望“翻开全新的一页”。比如，科研人员和工程师可以借鉴磁悬浮列车和电磁弹射器的原理，构建起一种新概念航天发射装置，其结构类似于一条垂直于地面的磁悬浮列车轨道。　　届时，在矗立的发射塔上，悬浮线圈负责维持火箭的发射方向，并避免火箭与轨道发生摩擦而产生阻力，加速线圈则为火箭提供强大的起飞推力，帮助它尽快冲出空气稠密的近地高度。当火箭被发射装置充分加速并冲出对流层后，再点燃第一级发动机，继续加速爬升，最终入轨。　　相比空中发射，这种发射方式基本上仅消耗电力，而且由于常温超导材料不需要配备复杂的冷却系统，发射装置的规模可以做得很大，因此有望将更重的载荷送入轨道，单位发射成本也会显著降低，很可能催生出更大的航天器组合体和全新的太空活动形态。　　除了航天发射领域外，常温超导材料在卫星、宇宙飞船等航天器上也具有广泛的应用前景。　　例如，在航天器设计过程中，需要对电子设备和敏感仪器采取合适的屏蔽手段，保护它们免受外界磁场干扰。常温超导将是磁屏蔽装置的完美材料，只需制成壳体，再将对磁场敏感的仪器设备放入其中，就可以在内部形成一个稳定的磁场屏蔽区域。　　此外，常温超导材料如果用于制造导线，替代航天器内部的传统金属导线，不仅有望降低电功耗，还能显著减少热量，从而简化供电和温控系统的设计，助力新型卫星性能更强大、结构更轻巧。　　总之，超导技术在短短几十年内取得了巨大的进展，为人类追寻美好生活、探索未知世界带来了全新的可能。科研人员对超导的研究和实验不断深入，一直在不懈地探索和挑战着物质的极限。而航天作为众多最前沿科技的优先应用领域，未来常温超导也一旦成真，必将在此大放异彩，帮助人类进一步探索和开发浩瀚苍穹。

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心、物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉、吴涛和王震宇等组成的研究团队，在笼目结构（kagome）超导体研究中取得重要进展。科研团队在笼目超导体CsV3Sb5中观测到电荷密度波序在低温下演化为由three state Potts模型所描述的电子向列相。该向列相的发现为理解笼目结构超导体中电荷密度波与超导电性之间的反常竞争提供了重要实验证据，并为进一步研究关联电子体系中与非常规超导电性密切相关的交织序（intertwined orders）提供了新的研究方向。2月9日，相关研究成果以Charge-density-wave-driven electronic nematicity in a kagome superconductor为题，以Accelerated Article Preview形式，在线发表在《自然》（Nature）上 。 　　电子向列相是一种由电子自由度旋转对称性的自发破缺而产生的电子有序态，广泛存在于高温超导体、量子霍尔绝缘体等电子体系。电子向列相与高温超导电性之间存在紧密联系，被认为是一种与高温超导相关联的交织序，是高温超导的理论研究中重要的科学问题和研究热点。探索具有新结构的超导材料体系，从而进一步探究超导与各种交织序的关联是当前领域的重要研究方向，其中一类备受关注的体系为二维笼目结构。理论预测在范霍夫奇点（van Hove singularities）掺杂附近，二维笼目体系可呈现出新奇的超导电性和丰富的电子有序态，但长期以来缺乏合适的材料体系来实现其关联物理。近年来，笼目超导体CsV3Sb5的发现为该方向的探索提供了新的研究体系。中国科大超导研究团队前期研究揭示了该体系中面内三重调制（triple-Q）的电荷密度波态【Physical Review X, 11, 031026 (2021)】以及电荷密度波与超导电性在压力下的反常竞争关系【Nature Communications, 12, 3645 (2021)】。 　　在上述研究的基础上，科研团队充分结合扫描隧道显微镜、核磁共振以及弹性电阻三种实验技术，针对CsV3Sb5中的电荷密度波态的演化展开了细致研究。研究显示，体系在进入超导态之前，三重调制电荷密度波态会进一步地演化为一种热力学稳定的电子向列相，并确定转变温度在35开尔文左右。该电子向列相与之前在高温超导体中观测到的电子向列不同：高温超导体中的电子向列相是Ising类型的向列相，具有Z2对称性；而在笼目超导CsV3Sb5中发现的电子向列相具有Z3对称性，在理论上被three state Potts模型所描述，因而也被称为“Potts”向列相。有趣的是，这种新型的电子向列相最近在双层转角石墨烯体系中也被观察到。 　　这些发现在笼目结构超导体中揭示了一种新型的电子向列相，并为理解这类体系中超导与电荷密度波之间的竞争提供了实验证据。之前的扫描隧道谱研究表明，CsV3Sb5体系中可能存在超导电性与电荷密度波序相互交织而形成的配对密度波态（Pair density wave state，PDW）。在超导转变温度之上发现的电子向列序，可以被理解成一种与PDW相关的交织序，该研究为理解高温超导体中的PDW提供了重要的线索和思路。如何理解笼目结构超导体中超导电性及其交织序的形成机制仍需要进一步的实验与理论研究。 　　研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、安徽省及中国科大创新团队项目的支持。 　　 　　论文链接

近日，高能同步辐射光源（HEPS）加速器部高频系统张沛研究团队研制的166 MHz超导腔和500 MHz超导腔在先进光源技术研发与测试平台（PAPS）成功完成了低温下的垂直测试，结果优于HEPS的设计指标，为下一步超导槽腔的研制和超导腔的批量制造奠定了坚实的基础。 测试结果表明：在4.2 K温度下，166 MHz超导腔的加速电压达到1.5 MV时，其品质因数Q0值超过3.8E+9；500MHz超导腔的加速电压达到2.0 MV时，其品质因数Q0值超过3.0E+9。两个频段的超导腔均采用缓冲化学抛光（BCP）处理，测试结果均优于HEPS的设计指标。 166 MHz超导腔是国际上首台用于加速光速粒子（beta=1）的四分之一波长（QWR）主动型超导腔，具有结构复杂、高阶模式频率低、微波功率高等挑战。在2017-2019年HEPS-TF阶段成功研制的超导原型腔的基础上，新腔采用扩大束管实现腔内高阶模式深度抑制的全新设计方案，以满足储存环严格的阻抗要求。设计上，在保持腔结构紧凑的同时，实现了高频参数和机械参数的优化；在制造过程中，与北京高能锐新公司的技术人员联合攻关，解决了大尺寸复杂结构加工和焊接的一系列技术难题；在腔的后处理过程中，成功消除了复杂腔体结构中酸液流速不均导致的酸洗纹路，大幅改善了超导腔的内表面质量。 500 MHz超导腔在BEPCII备用腔成功研制的基础上，根据HEPS的要求进行了机械结构的进一步优化。与北京高能锐新公司的技术人员联合攻关，解决了大尺寸椭球腔冲压、焊接等一系列技术难题；在腔的后处理过程中，与宁夏东方超导公司的技术人员进行联合攻关，通过细致的仿真计算和多轮实验验证，最终确定了优化的酸洗结构，显著改善了超导腔的内表面质量。 HEPS 166 MHz超导腔和500 MHz超导腔垂直测试结果HEPS 166 MHz超导腔和500 MHz超导腔垂直测试结果

成果名称 多功能MgB2超导样品制备仪 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 由于传统的低温超导Nb3Sn带材和NbTi线材的超导转变温度分别只有18K和9K，因此这两种超导材料需要工作于液氦温度（4.2K），这导致此类研究的价格昂贵，操作复杂。2001年出现了一种新型超导体MgB2，其超导转变温度为40K，成为一种可以替代目前国内外广泛应用的低温超导Nb3Sn带材和NbTi线材的&ldquo 中温&rdquo 超导材料，从而使此类工作能够摆脱对液氦制冷的依赖。但是，由于现在通用的MgB2超导线中的超导材料是用普通镁粉和硼粉混合烧结而成，因此MgB2超导成分中有较多的空隙，导致载流能力尚有欠缺。 针对这一问题，北京大学物理学院王越副教授课题组采用全新的溶液法制备MgB2，其超导块材和粉体材料中则空隙很少，可以达到高载流能力的超导线的要求。研制基于这种原理的MgB2超导样品制备仪将极大简化制备金属衬底MgB2超导厚膜的工艺和成本，并对未来制备弱电应用的MgB2超导器件起重要的推动作用。 2009年，王越副教授申请的&ldquo 多功能MgB2超导样品制备仪&rdquo 得到第二期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。该项目利用我校化学学院李星国教授开发的有机溶液法制备MgB2超导粉体技术和物理学院冯庆荣教授搭建的热丝辅助混合物理化学气相沉积法实验装置，构建了一套能够制备包括块材、粉末、超薄膜、薄膜、厚膜、多层膜、晶须、纤维和纳米线等多种不同形态MgB2超导样品的实验装置。作为该项目的&ldquo 育苗&rdquo 基金，&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金对该项工作的开展提供了有力的帮助。在基金的支持下，通过关键部件的购置和主要模块的试制，该课题组实现了对溶液法制备MgB2超导样品设备的优化、对热丝辅助混合物理化学气相沉积法实验装置的改进和系统的集成，顺利地完成了研制工作。 应用前景： 未来，该项工作可以推广到MgB2超导材料（粉体和块材）厂家进行大规模生产，目前相关成果正在进一步优化和成果转化阶段。