超导实验室

p 　　科幻电影《阿凡达》不仅为观众带来了极致的3D体验，电影中的恢弘场景也给观众留下了深刻的印象，没错，就是那一座座悬浮的哈利路亚山。根据电影的解释，悬空“托起”这一座座高耸的山，秘密仅来自一种神奇的室温超导矿石。这个充满了神秘色彩的超导世界，为人们勾勒了一个奇幻的遐想空间。　 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/42f9751c-ee72-4f33-988c-681089e868b6.gif" title=" 1.gif" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 实验室研究人员带你走近超导实验室 /span /p p 　　什么是超导?超导实验又在研究什么?实验室中有哪些进行超导研究的各类“盖世利器”?不妨跟随小编一起走近坐落于中国科学院物理研究所的超导国家重点实验室，在这宛如科幻大片中的实验室里，零距离观看研究人员操作精密的超导仪器。同时中科院物理研究所超导实验室还走出了国际物理学界知名的中国科学家 ——中国科学院院士赵忠贤。1987年，他带领着超导“中国队”独立发现液氮温区高温超导体，并在国际上第一次准确公布了超导材料元素组成为Ba-Y- Cu-O，为中国在国际超导领域的研究赢得了话语权。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/a661e58b-c0ca-4051-9fb8-aca9074f1674.jpg" title=" 2.png" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 自旋分辨角分辨光电子能谱仪的构件介绍 /span /p p 　　角分辨光电子能谱仪器是超导实验室中的重要仪器设备，它由周密复杂的三部分构成，承担起超导机理研究的重要责任。实验室研究人员打趣地说到，“角分辨光电子能谱仪测量数据的过程就像人在钓鱼”。在这个过程中，角分辨光电子能谱仪器就像一个“鱼竿”，光源是“钓鱼线”和“鱼钩”，被测样品是“鱼塘”，电子是“小鱼”。要想知道“池塘”里有什么“鱼”，就可以把它“钓”出来看。“有了这个先进的角分辨光电子能谱仪，我们就可以知道超导材料的电子结构，这是超导机理研究的重要一环。”通过这台仪器，研究人员做过许多的实验并取得了很多成果，如首次探测到一些铁基超导体的电子结构，超导能隙等相关信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/e278b285-fc24-43ff-a811-31723e9664bf.gif" title=" 3.gif" / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图为He3冷台，主要是给测试样品进行降温制冷的装置，该冷台可使被测样品的温度降低到 0.8K(-272.35摄氏度)以下。 He3冷台里面有3层循环制冷系统，最外层是液氮循环制冷系统，制冷温度能达到77K 中间层是液氦(He4)循环制冷系统，制冷温度能达到4.3K 最里面那层是He3循环制冷系统，制冷温度能达到0.8K以下。 /span /p p 　　如今的超导实验室，已经发展为一个具有多方面能力的小型科研基地，这个充满了科幻电影味道、拥有各类高能“玩具”的实验室汇聚了一批中国顶尖的超导科学家，他们在这里孜孜不倦地奋斗，从事着超导研究这项伟大而深远的科研工作，为中国的超导研究立下了汗马功劳。 /p p br/ /p

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。

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。

瑞士科学家在最新一期《自然纳米技术》杂志上发表论文称，他们利用石墨烯，制造出了首个超导量子干涉装置，用于演示超导准粒子的干涉。最新研究有望促进量子技术的发展，也为超导研究开辟了新的可能性。2004年石墨烯横空出世，自此引发广泛关注并获得大力发展。石墨烯是目前已知最薄、强度最高、导电导热性能最好的新型纳米材料。随着研究的不断深入，其更多特性也一一浮出水面。双层扭转石墨烯——两个原子层相对于彼此稍微有所扭转是近几年的研究重点。一年前，苏黎世联邦理工学院固态物理实验室的克劳斯恩斯林团队证明，扭转双层石墨烯可用于制造超导设备的基本组成部分约瑟夫森结。在最新研究中，恩斯林科研团队利用扭曲石墨烯，制造出了首个超导量子干涉装置（SQUID），用于演示超导准粒子的干涉。传统SQUID正广泛应用于医学、地质学和考古学等领域，其灵敏的传感器能够测量磁场的微小变化，但其只与超导材料一起工作，因此在工作时需要使用液氦或氮气进行冷却。新研制的石墨烯SQUID的灵敏度并不优于传统铝制SQUID，且也必须冷却至绝对零度之上2℃，“但最新研究大大拓宽了石墨烯的应用范围，此前我们已经证明石墨烯可用于制造单电子晶体管，现在又增加了超导设备。”恩斯林指出，“在量子技术中，SQUID可以容纳量子比特，因此可用作执行量子操作的元件。此外，通常情况下，晶体管由硅制成，SQUID由铝制成，不同材料需要不同加工技术，但现在它们都可由石墨烯制成。”恩斯林补充道，石墨烯内存在不同的超导相，但还没有一个理论模型来解释它们。最新成果也将为超导研究带来新的可能性，有了这些组件，也许能更好地理解石墨烯中的超导性是如何产生的。

中国科学院等离子体物理研究所5月7日宣布，该所通过国际合作研制成功的中国首个超导托卡马克实验装置“合肥超环”(HT-7)正式退役。 　　据悉，自1990年初苏联库尔恰托夫原子能研究所赠送T-7托卡马克装置给中国后，时任等离子体所所长霍裕平院士集中全所人力、财力投入装置建设，对T-7及其低温系统进行了根本性的改造。1994年，更名为“HT-7”的大科学装置正式建成，首次工程成功调试并获得等离子体。其成功研制，使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。 　　建成后的HT-7是一个可产生长脉冲高温等离子体的中型聚变研究装置。其主要目标是获得并研究长脉冲准稳态高温等离子体，检验和发展与其相关的工程技术，为未来稳态先进托卡马克聚变堆提供工程技术和物理基础。 　　HT-7运行后，队伍中的主要骨干也成为建设世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)的各方面负责人，直接参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划，为等离子体所及中国聚变研究事业的持续发展奠定了坚实的人才基础。2012年10月12日，HT-7进行了最后一次放电实验，在“职业生涯”上画了一个完美句号。 　　在服役的近20年中，HT-7在推动聚变研究、人才培养等方面取得了诸多成就，已成为中国聚变事业的重要里程碑。日前，在历经退役必要性论证、退役实施方案论证、环评验收与设备监测等工作后，HT-7正式被中国科学院和环保部批准退役，成为我国首个获批退役的大科学工程装置。

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。

本报合肥12月19日电 记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，即将用于人类首座热核聚变试验堆ITER的高温超导大电流引线的研发获重要进展。该院等离子体所的科研人员，在高温超导大电流引线试验中获得了通过90千安电流的成果。这是迄今世界各国获得的最高纪录。用于本次试验的电流引线是ITER协议签署后的第一个原型尺寸的重要部件。此举表明我国正在顺利执行ITER计划并迈出了关键一步。 　　ITER试验堆的超导电流引线系统又称超导馈线系统，是ITER及未来核聚变反应堆不可或缺的重要系统之一，其加工、制造的质量直接影响到将来ITER的主机磁体能否正常运行。按照ITER各参与国之间采购包的划分，中国将独立承担ITER所有超导馈线系统的设计与制造。ITER主机内部大型超导磁体线圈能产生稳定的磁场来约束等离子体，但为之供电、供冷及测量诊断的低温系统、电源系统以及控制测量系统等，却在主机外部而且距离较远，因此需要设置一个独立的磁体传输线系统即超导馈线系统，来连接磁体线圈与各子系统，实现磁体系统电流、低温冷却和数据信号等的传输。 　　符合ITER要求的是45—68千安的超大电流引线型超导馈线系统。这次用于试验的是一个符合ITER要求的原型尺寸的电流引线，这也是参加ITER计划的七国中第一个成功通过试验的原型尺寸的部件。这种高温超导大电流引线的成功研制，不但使中国可以按时交付ITER所需的超导馈线系统，而且有利于解决聚变堆巨型超导磁体致冷节能的科学问题。

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。

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。

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。

从实验室到生产线的距离 　　从走出国门的高铁核心技术，到国际首个YBCO高温超导双面带材 从直刺苍穹的&ldquo 歼十&rdquo ，到叩问深海的&ldquo 蛟龙&rdquo 从多个问鼎全球排行榜的APPStore应用软件，到第一个以药品形式进入欧盟中药品种的成都新药创新&hellip &hellip 　　这些响当当的科研成果，出自我们这座城市&mdash &mdash 成都。 　　推进科技创新、建设创新型城市，成都需要打造自己的&ldquo 硅谷&rdquo ，更需要无障碍的产学研对接机制，需要促进产学研亲密合作的强力&ldquo 黏合剂&rdquo 。当然，科研成果转化率低是很多地方面临的难题。在蓉高校和科研院所的科研成果本地转化率较低，也是我市不可回避的一个现实。50余所在蓉高校、各类科研机构逾700家、30余位两院院士、逾百位国家&ldquo 千人计划&rdquo 人才、130余万专业技术人才&hellip &hellip 这是成都科技创新资源的&ldquo 家底&rdquo 。在产业升级和城市发展的新形势下，推动产学研紧密结合，成都如何让一项项技术专利，不再陷入&ldquo 养在深闺无人知&rdquo ?如何让本地的科研成果避免&ldquo 墙里开花墙外香&rdquo 的尴尬?从实验室走向生产线的道路到底有多远? 　　今日起，本报将推出系列报道《院校实验间成都转化线》，通过对产学研成果转化成功样本的观察，透视科研成果的落地转化如何破解&ldquo 最后一公里&rdquo 的制约 通过与科研院所、在蓉高校、市场企业以及政府机关相关负责人的对话，找寻阻碍产学研成果有效转化的现实壁垒，以及提高科技成果本地转化率和产业化速度的解决之道。敬请关注。 　　创新成都科技名片 　　全球最大的功率半导体学术研究团队 　　电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室：实验室于2006年7月经科技部批准建设，2008年10月通过科技部验收并正式开放运行，现任实验室学术委员会主任为雷清泉院士，实验室主任为李言荣院士，陈星弼院士为实验室学术带头人。 　　电子科技大学是全球最大的功率半导体学术研究团队。位于学校的电子薄膜与集成器件国家重点实验室，除了分别拥有一位中国科学院、中国工程院院士外，还拥有国家&ldquo 千人计划&rdquo 入选者5人，长江学者特聘教授6人等。近五年，科研成果获国家级奖励7项，省部级一等奖6项，获授权发明专利462件。2012年在科技部组织的国家重点实验室评估中被评为优秀类实验室。 　　产学研成都数览 　　&mdash &mdash 2012年，地奥心血康胶囊成为首个欧盟境外获得批准的植物药药品，这一成果被我国中医药界和科技界称为&ldquo 零的突破&rdquo 。从中科院成都生物研究所走出来的项目，已成为成都产学研协同创新的成功范例。 　　&mdash &mdash 2013年，成都中医药大学、成都中医药大学附属医院的科研团队，成功创制出了全球首个糖尿病视网膜病变中药新药，这项来自成都高校团队的项目，摘得2013年四川省科技进步奖唯一特等奖。 　　&mdash &mdash 2013年，素有&ldquo 空中管家&rdquo 之称的川大智胜掌门人游志胜摘得四川省科技杰出贡献奖，从四川大学高校墙内走出来的产学研科技企业，已成为国内空管领域的行业龙头企业，并已成功上市。 　　院校实验间 　　两个不同片段　都与一个实验室关联 　　成都以西，百余公里之外的江油，矿井工陈宏腰间挂着一个新装备&mdash &mdash 便携式红外瓦斯监测报警仪，对他而言，这个可以自动&ldquo 嗅&rdquo 到瓦斯的智能感应预警装置，是他井下作业的&ldquo 护身符&rdquo 。 　　在川大华西医院，拿着800多元划价单的市民陈华秋，正在排队准备接受核磁共振检查，而这项动辄数百上千元的检查开销，可能在数年之后，降低到百十元。 　　两个不同的片段，场景、领域均不相同，但有一个元素，却让不同的人与物，发生着某种联系。无论是陈宏腰间的便携式瓦斯报警仪，还是陈华秋有望迎来的核磁共振价格之变，都与来自成都的一个&ldquo 国字号&rdquo 重点实验室关联着&mdash &mdash 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室。 　　攻坚高温超导双面带材核磁共振开销有望大幅降低 　　近期，在国内超导体研究领域，来自电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室的发明，引发了业界不小震动&mdash &mdash 由中国工程院院士李言荣主持的双面高温超导带材研发，实现了高温超导双面带材研制。这种带材在合金基带的两面同时制备缓冲层和超导层薄膜，&ldquo 如果把电流比喻为车辆，那双面高温超导带材就是把&lsquo 单车道&rsquo 改为了高速&lsquo 双车道&rsquo ，超导输电的电流更大，损耗更低。&rdquo 　　在电子薄膜与集成器件国家重点实验室，记者见到尚处于产业化研究前段的高温超导双面带材，一条厚度仅0.1毫米的金属长条，看似平凡无奇，却有着有别于常规线缆的&ldquo 真功夫&rdquo 。 　　&ldquo YBCO高温超导双面带材&rdquo 在蓉研制成功，填补了国际同领域开发的空白，带材电流承载能力实现了重要突破。&ldquo 若将这项技术应用到医疗磁体领域，不仅能使核磁共振的成像效果更清晰，同时，由于技术的突破，还能大幅度缩减成像成本。&rdquo 目前，医用核磁共振主要采用低温超导技术，若采用高温超导带材运行，制冷成本是液氦的十分之一不到，按此测算，采用高温超导双面带材技术的核磁共振设备，其应用成本将大幅降低。 　　案例透析 　　&ldquo YBCO高温超导双面带材&rdquo 是高温超导技术领域一个非常前沿的研究，而这支由院士带领的科研团队，不仅在技术研发的领域走得很前沿，其研发领域也能从&ldquo 小处着手&rdquo ，站在产业化的角度，将好的技术应用到看似&ldquo 大材小用&rdquo 的民生领域，从而推动实验室成果向生产线迈进。 　　这项来自实验室的技术，距离产业化还有多远?成都电子科技大学微电子与固体电子学院陶伯万教授向记者透露，眼下，实验室成果要实现产业化，还有很长的路要走，比如，如何提高稳定性并降低生产成本，让价格具有市场竞争力，这也是关键要素，&ldquo 毕竟，常规线缆十多元一米，超导双面带材若每米上百元的价格，市场是不会接受的。&rdquo 　　&ldquo 成都造&rdquo 自动&ldquo 嗅&rdquo 判瓦斯浓度矿井安全进入&ldquo 移动时代&rdquo 　　昨日，在电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，一套形如手机终端的红色装置，正在进行系统优化测试，这套以高性能热释电薄膜为核心制备的&ldquo 高科技&rdquo ，便是便携式红外甲烷监测报警仪，而其热释电薄膜技术一举摘得了国家技术发明二等奖。 　　&ldquo 便携式红外瓦斯监测报警仪的&lsquo 嗅觉&rsquo 很灵敏，它的灵敏，正是来自热释电薄膜对煤矿瓦斯浓度的精确识别。&rdquo 一直参与此项目研发的课题组成员罗文博副教授告诉记者，以往的检测报警，仅能在特定放置了监测设施的区域实现监测，而此项技术的突破，就在于通过核心传感器和材料的创新研制，让矿井下作业进入&ldquo 移动时代&rdquo 。 　　技术研发历时八年，眼下，川煤集团和电子科技大学共同出资组建了高新技术企业&ldquo 川煤科技&rdquo ，落址新都，定向于矿用安全仪器、仪表、装备的研发、生产和技术服务，而正式投入批量生产的便携式红外瓦斯监测报警仪，则填补了我国在煤矿红外系列产品应用中核心元件依靠进口、国内不能生产的空白。 　　去年底，首批&ldquo 成都造&rdquo 红外瓦斯监测报警仪已实现2000台小规模生产。预计到2015年，这项填补国内同领域空白的自有知识产权产品，在产值上将实现量级跨越，形成年产3万套、年产值逾亿元的创新产品能力。 　　案例透析 　　这项来自成都实验室的热释电红外气体传感器及应用技术，从&ldquo 实验室&rdquo 到&ldquo 生产线&rdquo 的跳级，其过程中回应了产学研路径中必须直面的两个问题，&ldquo 市场在哪里?&rdquo &ldquo 如何产业化?&rdquo 　　来自国家实验室的创新技术，&ldquo 束之高阁&rdquo 的比比皆是，如何破局?用罗文博副教授的话来说，就是要让这些前沿技术接上市场的&ldquo 地气&rdquo 。实验室无法走完生产线的路，最终需要与市场现实诉求接轨，才能走出高校的围墙，完成它的&ldquo 二次创新&rdquo 。正如一个&ldquo 国字号&rdquo 实验室的&ldquo 高大上&rdquo 成果，同样可以通过它在应用领域的再创新，让技术重新焕发生命力，不仅实现了成果产业化，同时也能助推民生各领域的提速。 　　成都转化线 　　五年不断&ldquo 试错&rdquo 　&ldquo 院士项目&rdquo 走向生产线 　　与尚处于实验室试验阶段的YBCO高温超导双面带材，或是处于技术再升级的便携式红外瓦斯监测报警仪还有不同，在电子科技大学的校门之外，一项由中国科学院院士陈星弼牵头的&ldquo 新一代智能功率集成电路芯片&rdquo 项目，已从电子薄膜与集成器件国家重点实验室的&ldquo 高墙&rdquo 之内，完全走向高校之外的转化线，在成都实现成功量产。 　　去年底，经过上百项指标的逐一检测，OLIPer22A通过验证，全面获得成功。这款新一代智能功率集成电路芯片的问世，让成都星芯微电子科技有限公司的全体成员大为振奋。这意味着他们5年来不断&ldquo 试错&rdquo 的成果终于获得了业界的认可，同时也意味着电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室又一项目转化成功。据悉，该芯片在电子科技大学中国科学院院士陈星弼及其团队的专利技术基础上自主研发，并享有自主知识产权。 　　走&ldquo 正向&rdquo 的路关键掌握核心工艺 　　中国是全球功率半导体最大的市场，国内市场需求占据全球50%的份额。&ldquo 但是功率半导体中的芯片，尤其是高端芯片，大都依赖进口。&rdquo 成都星芯微电子科技有限公司总经理甯小霖说，&ldquo 国内做集成电路研发的公司大部分都使用通用型工艺平台进行芯片开发，所以设计出的芯片往往重复性比较高。&rdquo 他介绍，&ldquo 国内IC设计公司约有1000家是模拟集成电路开发的，做功率半导体的大概有300家，而拥有自主核心工艺平台的公司则寥寥可数，所以研发的芯片在创新性和可持续衍生性方面受到限制。&rdquo 　　选择&ldquo 正向&rdquo 的研发路线意味着更多的困难需要跨越。甯小霖解释说，这是因为整个功率半导体产业链的核心就是最顶端的自主工艺平台，&ldquo 我们用了5年的时间完成这项工作。&rdquo 陈星弼院士及其团队主攻工艺平台的研发，创新性的工艺平台决定了创新型芯片的出现，&ldquo 就像修建摩天大楼，工艺平台就代表了原材料的特性，用什么样的砖，用什么样的钢材。有好的原材料提供给建筑师，才有可能搭建优质的摩天大楼。&rdquo 　　与国外同类产品相比技术较为领先价格更有优势 　　在不断&ldquo 试错&rdquo &ldquo 调整&rdquo 中，去年年底，作为星芯微电第一款基于陈星弼院士自主创新技术所研发的OLIPer22A终于验证通过，这意味着产品的功能、性能、可靠性达到要求，&ldquo 就像一辆车子，能不能开?开得快不快?能开多久?&rdquo 这个问题已经找到答案。测试数据表明，这项技术完全符合了工业化生产的标准。 　　与国际半导体公司同类产品相比，OLIPer22A内置MOSFET导通电阻更小，意味着在整机效率将更大。&ldquo 打个比方，一个家庭，购买了150度电，原本只能享受100度电，其中，50度电被损耗掉。但是用了该芯片后，损耗会得以减少，实际用电量就可以达到130度。&rdquo 与国外同类产品相比，该芯片不仅在技术上较为领先，价格更有优势。 　　目前，该产品已经在小批量生产。&ldquo 第一款产品主要用于小家电方面，下半年，将进入大批量生产填充国内的需求，同时将会与国内知名大品牌合作。&rdquo 甯小霖介绍，&ldquo 我们第一阶段的任务就是要替代国外的产品，2015年将会根据市场应用的需求推出自主定义规格的芯片，同时推出更为高能效的应用方案。&rdquo 　　对话 　　技术与市场的&ldquo 99米&rdquo 距离 　　采访中，成都星芯微电子科技有限公司总经理甯小霖做了一个很形象的比喻：&ldquo 陈星弼院士创造了一个点，假定从这个点走到市场的距离是100米，那么从实验室出来，我们还要继续走99米。&rdquo &ldquo 并不是说前面的1米很短，而是说从实验室到市场还有更远的路要走。&rdquo 他说，&ldquo 院士的研究成果实现了学术上的从无到有，同时，产品上的从无到有，到产品被社会和市场验证，提供给社会造福人类，这个过程需要很长时间，这个过程更需要团队的坚持和耐心。&rdquo 　　因为工作原因，甯小霖对沿海地区的产业链比较了解。他认为，论科研能力和创新氛围，成都都不输于沿海城市。但是目前在成都，要想打通产业链上中下游及与市场贯通，本土公司的能力还需要进一步提升。

“超导材料制备国家工程实验室”和“陕西省航空材料工程实验室”揭牌仪式成功举行 　　2009年12月29日上午，依托西北有色院西部超导公司建立的超导材料制备国家工程实验室和陕西省航空材料工程实验室揭牌仪式在经发国际会馆隆重举行。中国有色网。省发改委权永生副主任、省科技厅张书玲副书记、西安市黄省身副市长，经开区管委会郭学民书记等领导出席了揭牌仪式。中国有色网。仪式上，院党委书记张平祥代表研究院讲话，周廉院士作为西部超导公司董事长出席仪式并致辞。中国有色网。巨建辉副院长、副书记和程志堂副院长也参加了揭牌仪式。中国有色网。 　　由西北有色院西部超导公司和超导研究所联合申请组建的超导材料制备国家工程实验室是我国唯一的有关超导材料制备的工程开发平台，将在我国超导材料及应用技术领域提供一个国家级的超导材料设计、研发及人才培养平台。中国有色网。陕西省航空材料工程实验室围绕我国航空材料产业的重大需求，致力于研发市场需求或具有市场潜力的航空材料的工程化技术、工艺 开发与航空材料工程化相关的技术，促进航空材料研究和成果转化 　　截至目前，西北有色院已拥有国家级成果转化中试平台2个，包括重点实验室、中试平台、检测中心在内的国家级科技创新平台5个，省市级科技创新平台超过10个。中国有色网。

昨日，总投资逾1亿元的两个重点工程实验室――国家唯一的超导材料制备国家工程实验室和陕西省航空材料工程实验室在经开区揭牌，这两个工程实验室由西部超导材料科技公司承担运营管理。 　　超导材料制备国家工程实验室是国家唯一的超导材料制备的工程开发平台，总投资6153万元，将为我国超导材料及应用技术领域提供一个国家级的超导材料设计、工艺技术开发、装备研发和人才培养的平台，有力地促进我国超导材料工程化、产业化制备技术开发，为我国超导材料的市场开发和工程化应用提供有力的技术支撑。陕西省航空材料工程实验室总投资4803万元，开展航空用新型钛合金材料的制备工艺的探索和研究，解决航空用钛合金材料应用中的关键技术问题，全面提升我国航空材料产业在国际市场上的竞争力。 　　据西部超导公司负责人介绍，这两个工程实验室将广泛吸收国内外研究机构、大专院校及企业参与开发与研究工作，并实现资源共享，采取专利和技术转让或特许、成套装备输出、人员培训、争取国家科研项目和国际合作等多种形式实现自我发展和持续良性循环。

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。

1月20日，由两院院士评选的2009年度中国十大科技进展揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)杜江峰教授的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来，连续7年有成果入选中国十大科技进展。 　　自2003年以来，该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室俨然已成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。 　　让科学家平心静气地做学问 　　向管理创新要成果要人才，是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出，是不是也与此相关? 　　“我们没有刻意地追求管理创新。”中科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出记者的意料。 　　据了解，实验室的投入并不算多，研究人员基本来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是中科大土生土长的博士，没有显赫的学术经历。实验室对他们每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求，只是要求进行3~5年的阶段性工作汇报。“也有一定的学术奖励，但额度并不大。很难说教授发表论文、做出成果，与奖励有什么必然关系。” 　　“实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各位教授，但是，实验室通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标是明确的，全体研究人员对此也是认同的。”侯建国说，“对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字显然不太适合。” 　　陈仙辉教授是中科大自己培养的博士，他从上世纪80年代后期开始研究高温超导，在这个领域默默耕耘了20多年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，即使深更半夜，他也会兴奋地跑到实验室。 　　2008年2月19日，日本科学家发表文章称，发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本人的成果后，认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体，于是立刻带领学生开始研究。 　　3月25日，结果出来了：这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃)，突破了“麦克米兰极限”，证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体之外的又一高温超导体家族。两个月后，他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表，这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选的当年度世界十大科技进展。 　　“主要靠长期的工作和实验积累，否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息，也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说，“到目前为止，高温超导的机理还不是很清楚，需要新的理论来支撑。所以，我相信总会有惊喜在等着我。” 　　“从他的学术经历里，我们可以看到，创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国说，“只有当科学家们把外界的诱惑和干扰置之度外，能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。” 　　“科学家需要的不是简单的管理，而是完善的服务” 　　科研成果入选2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是中科大自己培养的博士，也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年，他申请的“量子调控”重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”获得通过，他成为该项目的首席科学家。 　　要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说，无疑是个难题。这时候，学校和微尺度实验室向他伸出了援助之手，通过划拨、出借等方式帮他筹集了800万元，用来购置实验设备。 　　短短一年多的时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台就建成了。紧接着，2009年6月，杜江峰和香港中文大学刘仁保教授合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上，同期评述文章指出：“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能，从而朝实现量子计算迈出重要的一步。” 　　记者了解到，近年来，中科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心，集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备，并组建了技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实践自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都能用。 　　“科学家更需要的不是简单的管理，而是完善的服务。管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上，使科学家的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。 　　一个实验室里70多名教授形成交叉优势 　　被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授，是微尺度实验室学科交叉的典范。早在1995年，两人分别从国外回到中科大，之后不久，他们就在时任校长朱清时院士的“撮合”下走到了一起。微尺度实验室筹建后，两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作，杨金龙负责理论方面的深度挖掘，他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。他们的研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果入选2005年度中国十大科技进展。 　　目前，微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学五个一级学科之间的交叉，聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种环境下，学科交叉是很容易实现的。 　　“我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同的问题，而更看重提供一种思想碰撞、相互启发的氛围和机制。”侯建国说。 　　微尺度实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，朝南的一扇门通向宽阔的阳台，廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花，就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请顶尖学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室成员共享的资源。 　　“微尺度实验室的科研人员都很开放，没有小家子气，乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说，“在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息。” 　　“给年轻人提供没有天花板的创造空间” 　　记者在采访时注意到，微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40岁~50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人，其中不少是在读的博士生、硕士生。 　　在国际量子信息研究领域，“潘建伟小组”的知名度不小。1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人，近年来取得了一系列原创性成果，从2003年至今已5次入选中国十大科技进展，两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。 　　这些年里，为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术，在学校和实验室的支持下，潘建伟先后赴奥地利和德国做客座教授，并不断融合不同学科背景的年轻人加盟自己的实验室，还将国内实验室一批有潜力的学生介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究，在国际学术界的最前沿开阔眼界，增长兴趣，转换思维。 　　如今，用奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳的话说，潘建伟小组在发展量子技术方面已经是“世界上处于领先地位的小组之一”。2009年7月，潘建伟带着他的“海外团队”集体“回家”，光是搬家清单就足足列了20页之多。 　　实验室内已在学术界崭露头角的年轻人，面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错，而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。”曾在加拿大做博士后的陈凯说。而年轻的潘建伟教授则对比他更年轻的同事们说：“你们不能永远做助手，一定要成长起来，独当一面。” 　　“在实验室里，我常说‘取法乎上，仅得其中 取法乎中，仅得其下’。”侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高。”

1月19日，由中国科学院、中国工程院557名院士投票评选的2010年度中国十大科技进展新闻揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(简称微尺度实验室)与清华大学联合小组完成的“实现16公里自由空间量子态隐形传输”荣列其中。 　　这已是该实验室自2003年获批筹建以来连续数年有成果入选中国十大科技进展新闻。与此同时，该实验室筹建以来还有1项成果入选年度世界十大科技进展新闻、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、5项成果入选中国基础研究十大新闻…… 　　微尺度实验室的“创新炉火”为何越烧越旺?中国科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士揭示了其中的三大奥秘。 　　没有硬性考核指标创新源自科学家的原动力 　　“我们没有规定硬性考核指标。”侯建国介绍说，实验室对科研团队负责人每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求，只是要求进行3～5年的阶段性工作汇报。 　　陈仙辉教授从上世纪80年代后期开始高温超导研究，在这个领域默默地一干就是20年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，他深更半夜也会兴奋地赶到实验室。2008年3月，他带领学生发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物的超导临界温度超过40K(-230.15℃)，突破了“麦克米兰极限”(麦克米兰曾经断定，传统超导临界温度最高只能达到39K)，证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体外的又一高温超导体家族。研究论文在国际学术期刊《自然》上发表，这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选出的当年的世界十大科技进展新闻。 　　“从他长期积累的学术经历里，我们可以看到，创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国表示，只有当科学家对于外界的诱惑和干扰置之度外，能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。 　　因此，实验室不把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各个教授，而是牢固树立通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标。“我们需要的是科学家们对实验室目标的认同和价值观的认同。”侯建国说。 　　没有学科间的壁垒交叉的价值在于思想碰撞 　　现代科学中新的重大突破性科研成果往往产生于不同学科的交叉、融合之中。有数据表明，近百年间获得诺贝尔自然科学奖的成果中有大约一半是多学科交叉取得的。 　　目前，微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等五个一级学科之间的交叉，已聚集了包括7名中科院院士、4名“千人计划”教授、10名“长江学者”特聘教授、24名国家杰出青年基金获得者、32名中科院“百人计划”教授在内的90多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。 　　在单分子操纵研究中，侯建国与杨金龙教授的合作堪称“黄金组合”，前者负责实验部分的精耕细作，后者负责理论方面的深度掘进。他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。 　　研究成果发表在国际学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果被评为2005年度中国十大科技进展。 　　“我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同问题，而更看重提供一种思想碰撞和相互启发的氛围和机制。”侯建国说。微尺度实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，室外阳台的廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员经常聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请最好的学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室人共享的资源。 　　没有“天花板”限制，年轻人需要创造空间 　　微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40～50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人，其中不少是在读的博士生、硕士生。 　　获得2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年，他申请量子调控“973”计划“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”并获得通过，成为该项目首席科学家。 　　但要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽毛未丰”的杜江峰来说无疑是个难题，学校和国家实验室通过划拨、出借等方式帮助他筹集了800万元，全部用来购置实验设备。 　　短短一年多时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台建成了。 　　紧接着，2009年6月，他和香港中文大学教授刘仁保合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在《自然》杂志上，同期评述文章指出：“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能，从而朝实现量子计算迈出重要的一步。” 　　为了给年轻人营造肥沃的创新土壤，近年来，中国科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学和高性能计算等实验教学中心，集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备，并组建了专业的技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实现自己的学术梦想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都在用。 　　“在实验室里，我常说‘取法乎上，仅得其中 取法乎中，仅得其下’。”侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高。”

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

量子计算的前景令人期待，它在基础科学研究、新材料和药物研发、类脑人工智能技术开发等领域有潜在应用价值。　　中国科学院物理研究所固态量子信息与计算实验室研究员范桁、副研究员许凯，与中国科学院物理研究所量子计算研究中心研究员郑东宁、副主任工程师相忠诚等合作，研发出超40比特的一维超导量子芯片，以战国时期思想家和哲学家庄子命名，利用其成功模拟了“侯世达蝴蝶”能谱以及各种新奇拓扑零模式。相关研究成果近日发表于《物理评论快报》。　　“庄子”芯片诞生记　　在科学家看来，大规模的量子计算正朝着实用化的方向发展，要想实现实用化，需要操纵精确、比特数多、相干时间长、效率足够高。在这个过程中，量子芯片的设计、制备、测控都至关重要。　　相忠诚长期从事超导量子芯片制备，他告诉记者，与传统芯片相比，量子芯片对外界环境的扰动非常敏感。　　“量子芯片是一种非常脆弱的系统，稳定时间非常短，在芯片上运行量子算法就好像是在夏日里堆雪人，需要足够的速度，赶在雪融化前把雪人堆出来。通常超导量子芯片的相干时间大约在几十微秒量级，这意味着量子效应维持的时间只在一瞬，要在很短的相干时间尺度内精确执行完量子算法是比较困难的。”相忠诚解释道。　　借助中国科学院物理研究所位于北京怀柔的综合极端条件实验室的超导量子计算实验平台，郑东宁与相忠诚在器件设计和制备实践中反复摸索思考，不断改进和优化器件的设计方法和制备工艺，完成了43比特一维超导量子芯片的设计和制备，芯片中整体比特参数与设计值一致，总体退相干时间、制备良品率、量子状态易读性等都得到了大幅提升。部分比特退相干时间达到百微秒量级。　　在最新发表的研究中，他们设计并构建了多达41个量子比特的对角AAH模型的各种实例，并应用动态光谱技术实验测量了著名的“侯世达蝴蝶”能谱。由于对角AAH模型的拓扑特性，出现了“翅膀形状”的能隙，整个能谱图看起来就像一只翩翩起舞的蝴蝶，研究人员不禁联想到庄周梦蝶的故事，这也是该量子处理器名字的由来。　　因为“庄子”处理器拥有足够多的量子比特，有限尺寸效应的影响被极大地抑制，“蝴蝶”身体细节中的分形结构和能带的分裂被清晰展示了出来。　　零下200多摄氏度的实验　　量子芯片是第一步，利用多个超导量子比特模拟各种量子效应也是当前人们关注的前沿研究。　　量子芯片只有指甲盖大小。拿到芯片后，许凯和团队成员立刻开始对芯片进行测控，并开展量子模拟实验。　　许凯告诉记者：“量子模拟，就是通过调控量子芯片构建一些重要的多体模型，实现对真实物质或材料体系的各种新奇物理特性进行仿真和计算，以解决能源、材料等领域的一系列重要问题。”　　超导量子计算芯片需要在极低温环境中工作，以避免热量（噪声）对量子态的干扰。　　研究人员将芯片封装进盒子中，并放入稀释制冷机中降温至10mK，制冷机的温度比绝对零度（零下273.15℃）仅高了0.01℃，这种极低的温度可以使芯片转变为无损的超导态并有效抑制芯片周围的环境噪声和热噪声，从而呈现量子效应，让科研人员更好地操控量子效应。　　操控芯片的过程并不轻松。在实验室，数十台仪器微波脉冲信号与“芯片”相连，研究人员在自己开发的软件平台上编写程序控制仪器，对芯片发出“指令”，从而“操控”芯片。“指令”发出的时间达到了纳秒级。　　“我们要非常精细地优化每个量子比特的调控参数和它们之间的相互作用，这个过程需要准备两个月。”许凯说，通过使程序实现自动化参数搜索，进行自动化操控，未来的研究会更加高效。　　由于“庄子”量子处理器超过40个量子比特，这足以让研究人员在这个重要的一维量子多体系统复杂的能带结构中捕捉到大量拓扑特征。使用由高度可控的Floquet（周期驱动）调控技术辅助的超导量子处理器，研究人员提出了一种通用混合量子模拟方法来探索含噪声中等规模量子时代的量子拓扑系统。　　前景广阔 需要人才　　许凯和相忠诚及其所在团队长期致力于超导量子计算、量子模拟、量子器件制备等方面的实验研究，并取得了许多领先的成果。在他们看来，量子计算前景广阔，未来还有很长的路要走。　　“虽然目前量子芯片只能完成一些特定任务，而且还未达到超越经典计算的量子优势，但是通过量子模拟的实验可以积累各种操控技术、探索和展示量子计算的各种应用场景，这对未来量子计算机的实现和应用都是非常有价值的。”许凯说。　　在许凯看来，我国在量子计算方面与国际上最好的团队相比还存在一定的差距。量子计算是一个交叉学科，需要各方面的人才，他们期待新鲜血液加入量子团队。　　“我们虽然需要建立全方位的生态，但还要尊重科学发展的自然规律，在加快实验节奏的同时不能操之过急。”许凯说。

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

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。

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

日前，由两院院士投票评选的2009年度中国十大科技进展揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)(以下简称“微尺度国家实验室”)杜江峰教授研究小组的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来连续7年有成果入选中国十大科技进展。自2003年以来，该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室已经成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。 　　“对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字是不太适合的” 　　我们没有刻意的管理创新 　　向管理创新要成果要人才，是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出， 是不是也与此相关呢? 　　“我们没有刻意的管理创新。”中国科大校长、微尺度国家实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出乎笔者的意料。据了解，微尺度国家实验室的投入并不算很多，研究人员基本上来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是科大土生土长的博士，没有显赫的学术经历。对他们，微尺度国家实验室没有制定严格的考核指标，只是要求进行3至5年的阶段性工作汇报。对研究人员每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求。 　　“实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各个教授，但是，实验室面向国家需求、面向科学前沿，通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的要求是明确的，全体研究人员对实验室的使命与任务是认同的。”侯建国说，“每年实验室都会对研究工作作整体上的评估。如果说管理创新，这或许应该算是一个。” 　　实验室组织了国际学术咨询顾问委员会，每年召开一次会议，国家实验室和下属的7个研究部分别向国际科学家们提交一份报告，接受他们的质询。实验室要求国际科学家们在集中讨论后给出一份评估报告，并向相关研究部提出两个最新的研究方向，介绍目前世界上哪些研究所或大学在这两个研究方向上做得最好，以便实验室同他们开展合作和交流。 　　“我们有一定的学术奖励， 但奖励的额度并不大。很难说学校的教授们发表论文、做出成果，与这样的奖励有什么必然关系。”侯建国说，“有的团队可能好几年都没有高水平的成果，但实验室和学校并不给他们压力， 我们都知道他在等待突破，在坐冷板凳。对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字是不太适合的。” 　　只有科学家对外界的诱惑置之度外，科学上的突破才会水到渠成 　　创新源自科学家的原动力 　　陈仙辉教授是科大自己培养的博士，上世纪80年代后期，国际性的高温超体研究取得重大突破， 当时还在读研究生的陈仙辉选择了高温超导作为自己的研究对象。 　　“到目前为止，高温超导的机理还不清楚，需要新的理论来支撑。所以，我总觉得有惊喜在等着我。”陈仙辉的话里透着一种从容与淡定。坚持不懈地追逐“惊喜” 的陈仙辉，在这个领域一干就是20年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，或者学生们有了新的发现，深更半夜他也会兴奋地赶去实验室。 　　厚积薄发。2008年2月19日，日本科学家发表文章称，发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本的工作后，认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体，于是立刻带领学生开始研究。3 月25日， 结果出来了：这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃)， 突破了“麦克米兰极限” (麦克米兰曾经断定， 传统超导临界温度最高只能达到39K)， 证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体外的又一高温超导体家族。 　　2个月后， 他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表， 这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选出的当年度世界十大科技进展。 　　“主要靠长期的工作和实验积累，否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息，也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说。 　　“用‘十年磨一剑’来形容陈仙辉的突破是非常恰当的。”侯建国说，“从他的经历中，我们认识到创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。只有当科学家们对外界的诱惑和干扰置之度外，而能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。” 　　单从待遇和地理环境上说，地处合肥的中科大很难吸引优秀人才 　　科学家更需要的是完善的服务 　　“当然，我并非说实验室的管理者可以无所作为。科学家更需要的不是简单的管理而是完善的服务，管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上，使科学家们的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。 　　获得2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是科大自己培养的博士，也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年， 他结束了欧盟玛丽居里研究员的工作后回校，申请“量子调控” 重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究” 并获得通过，成为该项目的首席科学家。但是，要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说无疑是个难题。这时候，学校和国家实验室向他伸出了援助之手，拨给他250万元经费，又借给他300万元经费，再加上他自己的科研经费，一共800万元，全部用来购置实验设备。 　　短短一年多时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台建成了。紧接着，2009年6 月，他和香港中文大学教授刘仁保合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上，同期发表的专文评述指出：“他们所使用的量子相干调控技术被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源…… 从而朝实现量子计算迈出重要的一步。” 　　有了好的平台，科学家就有了创新的舞台。记者了解到，近年来，中国科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心，集中购置了一批在相关领域内急需的、通用的，而一般科研课题又无力购买的大中型仪器设备，并组建了技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实现自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都在用。“用坏了要比放坏了强。” 管理仪器的老师说。 　　从读本科开始， 杜江峰已在科大学习生活和工作了24年。“无论是从待遇还是从地理环境上， 确实找不出来我呆在合肥这么多年的原因，我父亲到现在还对我没去大城市耿耿于怀。可我不愿意离开， 这里有种独特的精神在吸引我， 我很喜欢这个地方。” 杜江峰说。 　　“只在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息” 　　学科交叉更重要的在于思想碰撞 　　学科之间的交叉已经几乎渗透到了科学研究的每一个层面。有数据表明，近百年间获得诺贝尔自然科学奖的300多项成果中，约有一半是多学科交叉取得的。 　　微尺度国家实验室很好地实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学等5个一级学科之间的交叉。侯建国形象地说： “志趣相投的人聚到一起， 好比是‘物理组合’， 在国家实验室这个平台上产生‘化学反应’。” 　　被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授就是国家实验室学科交叉的典范。早在1995年， 两人分别从国外回到科大，之后不久他们就在时任校长的朱清时院士的“撮合” 下走到了一起。国家实验室筹建以后，两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作，杨金龙负责理论方面的深度掘进，他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这项实验工作开辟了一个新的领域”，“是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子”。这项成果被评为2005年度中国十大科技进展。目前，微尺度国家实验室已聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种“土壤” 环境下，学科交叉是容易实现的。 　　不同学科解决问题的手段和方式方法也不同，国家实验室在学科交叉方面，虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同问题，而更看重提供一种思想碰撞和相互启发的氛围和机制。 　　“学科交叉更重要的价值在于思想碰撞。”侯建国说。微尺度国家实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，朝南的一扇门通向宽阔的阳台，廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员经常聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花，就是在这种随意宽松的聊天中产生的。 　　实验室各研究部还会经常从世界范围内邀请各自领域最好的学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室人共同享受的资源。 　　“国家实验室的科研人员都很开放，没有小家子气，乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说，“这样不但能对各自的研究情况有所了解，而且很容易相互启发。在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息。” 　　“你们不能永远作为助手，一定要成长起来， 独当一面”， 这是实验室的“军规” 　　给年轻人提供没有“天花板”的创造空间 　　笔者在采访时注意到，微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40至50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人， 其中不少是在读的博士生、硕士生。几乎所有的团队领导者在谈到自己的学生或助手时，都充满了快乐与自豪。在国际量子信息领域，“潘建伟小组”是个知名度不小的名称。 　　1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人，在近年来取得了一系列的原创性成果：在世界上首次实现五光子纠缠和终端开放的量子隐形传态......他们的研究成果从2003年至今已5次入选中国十大科技进展，两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。 　　在领导量子物理和量子信息实验室的这些年里，为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术，在中国科大和国家实验室的支持下，潘建伟先后赴奥地利和德国海德堡大学做客座教授，并不断融合不同学科背景的年轻人———如做冷原子物理的北大博士陈帅、理论物理的加拿大博士后陈凯、统计物理的荷兰博士后邓友金加盟自己的实验室。同时，他还将国内实验室一批有潜力的学生苑震生、赵博等介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究，在国际学术界的最前沿开阔眼界，增长兴趣，转换思维。 　　如今，潘建伟小组在发展量子技术方面， 已经是“世界上处于领先地位的小组之一” (奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳语)。 　　2009年7月，潘建伟带着他“海外团队” 集体“回家”，光是搬家的清单就足足列了20页之多。已在学术界崭露头角的年轻人面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错， 而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。” 陈凯说。 　　而年轻的潘建伟教授则对他的更年轻的同事们说： “你们不能永远作为助手， 一定要成长起来， 独当一面。” 　　“在实验室里，我常说‘取法乎上， 仅得其中 取法乎中， 仅得其下。’” 侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高， 让他们保持学术上的热情和野心。”

自1986年Bednortz和Müller发现铜氧化物高温超导以来，三十五年已经过去了，但作为凝聚态物理学最重要科学难题之一的高温超导机理至今仍然没有得到解决，甚至在最基本的科学问题，如配对对称性上也尚未达成共识。针对配对对称性这一核心科学问题，清华物理系张定副教授、薛其坤教授带领的研究团队与国内外同事合作，通过制备具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结，发现铜氧化物中s-波配对占主导地位。这个结果颠覆了铜基高温超导是d-波配对的主流认识。该工作不但是铜氧化物高温超导研究的一个重大进展，同时也为破解高温超导机理这一科学难题指明了正确方向。该研究成果以“转角超薄铋锶钙铜氧约瑟夫森结中的s波配对”(Presence of s-wave pairing in Josephson junctions made of twisted ultrathin Bi2Sr2CaCu2O8+x flakes)为题在线发表在7月15日的《物理评论X》（Physical Review X）上。超导作为一种宏观量子现象，其量子态的波函数在理论上可以分为s波、p波和d波等。与氢原子波函数的空间分布相似，s波超导各向同性，角动量量子数为0，而p波和d波的超导波函数具有空间各向异性。其中，d波的角动量量子数为2，其振幅的空间分布像四朵花瓣一样（以dx2-y2波为例），而且从一个花瓣转向近邻花瓣时会发生由相位引起的变号。相比于常规超导体的s波配对，多数人认为铜氧化物超导具有d波配对对称性。然而，这一观点也受到了一系列新的挑战。比如，薛其坤教授团队利用扫描隧道镜直接测量铜氧化物的超导层时发现其超导能隙符合s波超导的U型，而非d波的V型。不过，区分s波与d波的最关键信息来自于超导波函数的相位，即前述的变号行为。此前人们通过两个或三个超导体组成花瓣平面内的约瑟夫森耦合开展了相位测量。但是，将多个晶体进行横向的拼接，往往存在拼接处—晶界—的晶格畸变、多晶面交替出现、化学配比剧烈变化等问题，这都使得实验结果存在着不确定性。图1 高温超导转角约瑟夫森结原子结构示意图。图中蓝、绿、红、黄、黑色小球分别代表铋、锶、钙、铜、氧原子。上半部分半个原胞相对下半部分旋转45度。右侧插图表示s波配对中相位在空间中保持相同符号。相比于此，由于铜氧化物超导具有二维层状结构，将其沿纵向拼接而成的约瑟夫森结就有望形成原子级平整的界面。以最典型的铋锶钙铜氧高温超导体为例（图1），该铜氧化物具有层状结构，纵向由超导的铜氧层与不超导的铋氧/锶氧层交替堆叠而成。纵向拼接而成的约瑟夫森结是判定配对对称性中相位的一种理想结构。其原理是，如果将两个d波超导体沿垂直于其d波花瓣平面的方向即纵向进行约瑟夫森耦合时，其耦合强度将在两个超导体相对旋转45度时下降到零，而两个s波超导体在此情况下仍然存在约瑟夫森耦合。过去，人们曾构筑过这样的纵向约瑟夫森结对铜基高温超导的相位问题开展过研究，但没有得到一致的结果：有的实验支持s波，有的支持d波。造成这个结果的主要原因是两个超导体构成的约瑟夫森结的界面质量不够高，而且实验结果中混入了其它约瑟夫森耦合的信号—单边的超导体中也存在本征的纵向约瑟夫森耦合。因此，制备原子级平整、宏观均匀的单一约瑟夫森结是关键。张定副教授、薛其坤教授带领研究团队成功制备出了超薄的具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结，并且能将两边超导层的相对转角进行精确地控制。在这些高质量样品中，他们观察到参与隧穿过程的只有相对发生旋转的两个超导层，避免了本征约瑟夫森结造成的复杂性。通过这种高度精确人为可控的相位敏感测量，他们发现在相对角度旋转到45度时，两片铋锶钙铜氧超导在纵向仍然存在约瑟夫森耦合，而且耦合强度与转角为0度时可比拟，这说明配对对称性是s波。这个结果清楚表明，目前主流的d波配对理论并不适用铋锶钙铜氧高温超导体系。如果这一实验得到进一步验证，并且推广到其它铜氧化物高温超导体系，那么这将是三十多年高温超导机理研究的一个转折点，为最终解决高温超导机理走出了最关键的一步。为了最终确认s波配对对称性，研究团队目前正在瞄准原子极限下两个单层铜氧化物超导间的约瑟夫森耦合——进行强力攻关。这一突破的取得是团队成员潜心攻关和精诚合作的结果。北京量子信息科学研究院（量子院）助理研究员朱玉莹（清华大学物理系原博士后）作为文章的共同第一作者，在加入团队后的四年中未发表一篇作为主要作者的文章，心无旁骛、刻苦攻关。她与清华大学物理系博士生廖孟涵（共同第一作者），在开展该研究的五年内，利用美国布鲁克海文国家实验室Genda Gu教授研究组提供的最优质量的晶体，共尝试了近800多个薄膜样品，制备和测试了300多个具有不同转角的约瑟夫森结。为了验证人工约瑟夫森结的质量，需要获得原子结构的信息，这得到了中科院物理所谷林研究组的全力支持。物理所张庆华副研究员（共同第一作者）对数十个约瑟夫森结样品开展了精细的结构表征，证明了其具有宏观大范围原子级平整的晶界。参与该研究的合作者还包括清华物理系博士生刘耀伍与柏中华、季帅华教授、姜开利教授、马旭村教授，量子院解宏毅副研究员，物理所孟繁琦博士生，美国布鲁克海文国家实验室Ruidan Zhong和John Schneeloch等。该工作得到了国家科技部、自然科学基金委员会、清华大学低维量子物理国家重点实验室、北京未来芯片技术高精尖创新中心等的经费支持。论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.031011

中国科大微尺度物质科学国家实验室的陈仙辉课题组近日在铁基超导体研究领域又取得重要进展。研究表明，探寻晶格与自旋自由度之间的相互作用对理解高温超导电性机理是非常重要的。该成果发表在5月7日出版的《自然》杂志上(Nature 459，64(2009).)。上述研究工作是与中国科大国家同步辐射国家实验室的吴自玉合作完成的。 　　最近，在铁基磷族化合物中发现的超导电性由于其超导临界温度突破了传统BCS理论预言的麦克米兰极限(39K)，掀起了又一次的高温超导研究热潮。理论研究表明，该体系的电-声子相互作用并不能解释如此高的超导临界温度，并且提出强的铁磁/反铁磁涨落机制。但是，实验显示，铁基超导体的超导电性与磁性对晶体结构非常敏感，这表明体系可能存在非传统的电-声子相互作用。 　　陈仙辉课题组通过氧和铁同位素交换，研究SmFeAsO1-xFx和Ba1-xKxFe2As2两个体系中超导临界温度(Tc)和自旋密度波转变温度(TSDW)的变化，发现Tc的氧同位素效应非常小，但是铁同位素效应非常大。令人惊奇的是，该体系铁同位素交换对Tc和TSDW具有相同的效应。这表明在该体系中，电-声子相互作用对超导机制起到了一定的作用，但是并不是简单的电-声子相互作用机理，可能还存在自旋与声子的耦合。铁基超导体中，Tc以及SDW的铁同位素效应都要大于氧的同位素效应。这可能是由于铁砷面是导电面，因而其对超导电性有很大的影响，并且自旋密度波有序也是来自于铁的磁矩。在铜氧化合物高温超导体中，超导临界温度的同位素效应随掺杂非常敏感。在最佳掺杂，同位素效应几乎消失，而随着降低掺杂逐级增大并在超导与反铁磁态的边界上达到最大值。这表明在铜氧高温超导体中同位素效应与磁性涨落也有着密切联系。这种反常的同位素效应表明电-声子相互作用在铜氧化合物中也同样非常重要。因而，陈仙辉教授的发现表明，探寻晶格与自旋自由度之间的相互作用对理解高温超导电性机理是非常重要的。 　　陈仙辉课题组从2008年发现高温铁基超导体SmFeAs(O,F)体系后，在铁基高温超导体的研究中取得了一系列的重要进展：在国际上首创了自助溶剂法制备铁基122结构的单晶 系统研究了铁基1111以及122结构的铁基超导体电子相图，并研究了随掺杂体系的物理性质的变化，提出了在铁基超导体中存在SDW与超导共存的实验现象。同时， 陈仙辉教授与国内外著名研究组进行了广泛的合作，取得了系列成果：通过研究Andreev反射发现铁基超大体具有s波的超导能隙，并且具有传统BCS超导体的行为 通过μ介子自旋证实了SmFeAsO1-xFx体系中存在磁涨落与超导共存 并且通过APRES实验证实在122体系存在SDW与超导共存 通过中子散射研究了122体系以及1111体系的磁结构 通过STM直接观察铁基超导体超导态磁通点阵。 　　截至目前，陈仙辉教授课题组在铁基超导体研究中，在《自然》上发表论文3篇，Nature Materials发表论文1篇，Physical Review Letters发表论文9篇，J. Am. Chem. Soc. 发表论文1篇。其中，去年发表的一篇论文(Nature 453，761 (2008))为当年发表论文引用次数最多的五篇论文之一。

超导腔是加速器的“发动机”，在建和未来的大型加速器装置如对撞机、同步辐射光源、自由电子激光、中子源等无一例外地采用超导腔来加速电子、质子、重离子等各种带电粒子，因而，高品质因数（Q）和高加速梯度（Eacc）的超导腔成为了全世界加速器领域的研究热点，也是环形正负电子对撞机（CEPC）预研的加速器关键技术之一。在中科院高能所射频超导与低温研究中心的部署下，负责CEPC 650MHz超导腔研制任务的沙鹏等人经过多年的不懈努力，CEPC 650 MHz高性能超导腔在国内首次成功实现了大尺寸（频率小于1GHz）超导腔的中温退火、电化学抛光等多项关键技术，从2021年底至今，已在多只650 MHz single-cell超导腔样机上获得成功，取得了优异的垂直测试结果（@ 2.0 K）：经过高加速梯度工艺处理后，3只650 MHz single-cell超导腔的加速梯度均超过了30 MV/m，最高达到了37.5 MV/m；而经过高Q值工艺处理后，在22 MV/m的加速梯度下，3只超导腔的Q值均超过了8×10^10，比CEPC的垂测指标（4×10^10）高出了一倍以上。以上测试结果创造了国内大尺寸超导腔品质因数和加速梯度的最高记录，在国际上也与美国费米实验室的650 MHz single-cell超导腔并驾齐驱，达到了国际领先水平。本项研究得到了先进光源研发与测试平台(PAPS)、国家重点研发计划、国家自然科学基金委、王贻芳科学家工作室和高能所创新项目的资助和支持。650 MHz single-cell超导腔垂直测试结果650 MHz single-cell超导腔的中温退火650 MHz single-cell超导腔的电化学抛光

超导技术被誉为21世纪最具有经济战略意义的新兴技术之一，超导体所具备的“零电阻”和“完全抗磁”这两大神奇特性，为人们带来了巨大想象空间。例如利用超导体电阻为零的特性来进行电力输送，可以大大减少线路损耗，实现超远距离的大容量电力输送；利用它完全的磁抗性可以制造磁悬浮列车、电磁弹射装置等。“超导最近在媒体出现的频率比较高。比如时下热门的量子计算，涉及到超导量子比特；被称为‘人造太阳’的全超导托卡马克核聚变实验装置，也应用了超导磁体。”中国高温超导研究奠基人之一、国家最高科学技术奖得主赵忠贤院士介绍道，超导距离实际生活最近的应用，则是医院常见的核磁共振成像中的超导磁体。超导薄膜技术是超导技术发展的重要方向之一。日前，由赵忠贤院士倡导建立并担任顾问的研究团队，面对国外禁运，通过技术集成创新，成功研制出基于国产部件的“三光束脉冲激光共沉积镀膜系统”，并制备出大尺寸双面钇钡铜氧（YBCO）超导单晶薄膜，为我国制备高品质、应用型超导薄膜产品技术带来新突破。关键设备买不来，怎么办？在东莞松山湖科学城松山湖材料实验室“实用超导薄膜研究团队”的一间实验室内，一组银白色装置占据了房间一角，三台激光器宛如手术台上的三支机械臂，将一个带有观测窗的球形操作台围在中间，绿色和紫色的光束不时闪烁。这个装置就是该团队近期研发成功的“三光束脉冲激光共沉积镀膜系统”。该设备基于国产部件实现技术集成创新，包括采用国产小型固态脉冲激光器实现多光束共沉积、激光器与光路系统模块化整体位移、自主研发控制软件实现操作智能化等。利用这台设备，该团队还成功制备出2英寸双面YBCO超导单晶薄膜，将脉冲激光沉积技术制备高品质应用型薄膜产品，推向了一个新的高度。该团队负责人金魁研究员表示，大尺寸双面钇钡铜氧（YBCO）单晶薄膜，是设计高温超导薄膜器件的良好载体，而高温超导薄膜器件则是开发未来通信技术和超高性能雷达探测器的重要部件，具有十分重要的应用前景。然而，能够制备该类薄膜的先进设备，此前被德日美等少数国家掌握，一直以来对我国封锁核心技术，并且大尺寸薄膜制备设备近期也已对我国禁运，导致我国高品质应用型“薄膜”和“镀膜设备”核心技术受制于人。金魁坦言，按照最初构想，是希望直接从国外购买一套先进的大尺寸镀膜设备，之后按团队的需求改造，然而却未能如愿。“买小尺寸薄膜制备设备回来，做出的样品主要是用于基础研究，找规律、写论文，国外公司同意卖给我们；但要买能投入实用的大尺寸薄膜制备设备，他们就拒绝了。”金魁表示，另一方面，国外的设备只能实现单面薄膜的制备，无法满足团队需求。关键设备买不来，怎么办？在赵忠贤院士的鼓励和指导下，团队最终下定决心走上了自研之路。令他们感到高兴的是，团队产出成果的进度超过了预期。在国外禁运的情况下，团队仅用一年多时间就取得了成功。“积小胜为大胜”“我们用激光去打真空腔里面的靶材，由于瞬时高温，靶材表面的成分会变成等离子体向外喷射，之后接触高温衬底，外延沉积完成镀膜，过程就像是烙饼一样。”该设备主要的设计和搭建者冯中沛博士是团队里的一名年轻人，设备成功运转，让他格外兴奋。过去一年多，冯中沛和同事们几乎每天都围着这台设备转。在工作室紧邻该装置的墙边有一面白板，上面写满了与装置搭建相关的事项。一年时间里，大到整个装置的设计装配，小到一根螺丝钉的定制，整个团队“挂图作战”，环环推进，最终才获得了成功。“这台设备的功能可以扩展，也可以为超导以外的材料进行镀膜。就像买了一口锅，一开始只用来炒菜，后面还可以用来蒸煮。”冯中沛介绍道。令整个团队感慨的是，直到他们研制出成本更低、性能更优的设备时，从日本采购的小尺寸镀膜设备甚至因为疫情，还没有厂家工程师前来拆箱。“这件事虽然谈不上伟大，但是它给了我们很大信心。遇到‘卡脖子’难题，逼着自己进行自主研制和创新，最终把一条新的技术路线走通了。”赵忠贤表示，假如全国几十万、上百万的科研团队，能有十分之一像这样专注去做一件事，我们跟国外的科技竞争就能握有更大的主动权。“积小胜为大胜，变成大胜就有了长板，有了竞争优势，国外还怎么卡我们脖子？”他说道。除了团队自身的努力和经验积累，赵忠贤还特别提到，松山湖科学城给予的宽松科研环境与合理的评价体系，为这一成果取得提供了重要土壤。在他看来，松山湖材料实验室一方面注重研究实效，不以论文论英雄，让科研人员集中精力搞攻关；另一方面，充分信任科学家，原本购置设备的钱可以灵活用于自主研发，“允许用打酱油的钱去买醋”，赋予科学家自主权。推动超导技术成果转化能否制备出大尺寸、高质量的超导薄膜，关系诸多关键产业的发展前景。以超导薄膜为基础的数字电路，相比半导体材料做的数字电路速度更快、损耗更小、容量更大；用超导薄膜制成的超导量子干涉器，可以探测比人脑磁场弱几千倍的磁场，用收集来的磁信号进行分析，能够确定矿源、预报地震等。而超导薄膜制成的天线、谐振器、滤波器等微波通讯器件，具有常规材料（如金、银等）无法比拟的高灵敏度。此外超导薄膜在大型粒子加速器中也有着广泛的应用。粗略估计，国内外计划建设的各类加速器项目，对超导薄膜谐振腔的需求量将超过10000个。面对这一趋势，与超导基础研究打了大半辈子交道的学界泰斗，开始将工作重心放在推动超导技术成果转化与实际应用上来。2017年底，广东启动首批四家省实验室建设，赵忠贤接受邀请，出任松山湖材料实验室学术委员会主任一职，从北京来到了东莞松山湖。在他倡议和亲自指导推动下，“实用超导薄膜研究团队”在松山湖材料实验室迅速建立起来。除赵忠贤院士作为团队顾问之外，担任团队负责人的金魁研究员，也是一位高水平超导研究专家，他在高温超导体机理研究、超导薄膜制备、新超导体探索等方面都有诸多重要成果，先后在《自然》杂志等主流刊物发表重要论文80余篇。此外，多位具备国家重点实验室工作背景的超导薄膜和低温技术专家也先后加入，组成了国内一流的班底阵容。“我们选定的题目是‘实用超导薄膜及相关技术研究’，这个不像‘量子’或者‘智能’之类的名字时髦，但并不意味着研究的内容不重要。”赵忠贤说，希望以应用为目标来做一个中长期项目，解决超导应用过程中一系列关键核心技术难题，推动实现跨越性的进步，带来应用上的质变。谈及今后的打算，年届八旬的赵忠贤心心念念的，仍然是超导。“一是找到超导应用存在的短板，想办法推动一些项目、组织一批队伍来把超导领域的这些问题全部扫光；二是在超导应用的某些方面，希望看到我们比别人强，有自己的‘绝活’。”

日前，记者从中科院电工研究所获悉，该所王秋良研究组采用自主研发的高温内插磁体技术，将YBCO内插磁体在15T超导背场下的中心磁场提高到了24@4.2K，使得我国成为继美国、日本、韩国之后实现24T全超导磁体的国家。　　与Bi2223内插超导磁体相比，YBCO超导磁体具有更高的上临界磁场和临界电流，运行稳定性更高，更易获取极高磁场。目前仅有美国国家高场实验室、日本东北大学高场实验室以及韩国的一家超导公司能够实现24T以上全超导磁体。　　王秋良研究组采用YBCO带材研制高场内插磁体。研究人员采用分级设计的方式提高了整个线圈的安全裕度，并通过特殊设计的焊接装置制作了性能优良的磁体接头，制作的内插磁体在液氮测试条件下当运行电流为32A时，中心磁体达到了1.62T@77K。而在液氦测试条件下，内插磁体在运行电流为167A时，在15T的超导背场中产生了9T的中心磁场，从而实现了中心场为24T的全超导磁体，其最高场为24.3T。　　24T极高场全超导磁场的实现，标志着我国在研制高场内插磁体方面走在了世界前列，也标志着我国逐步吸收和掌握了极高场磁体的制作技术并积累了丰富的经验，为实现GHz级别的谱仪磁体和极高场大科学装置奠定了基础。

&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 。

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