高溫鐵基超導的中國熱度

覓得鐵基高溫超導

日本的上述研究結果引起了中國科學家的注意。趙忠賢和團隊成員分析后認為，鑭氧鐵砷不是孤立的，26K的轉變溫度大有提升空間，類似結構的鐵砷化合物中很可能存在系列高溫超導體。之后，中國科學技術大學陳仙輝研究組和王楠林研究組幾乎同時在實驗中分別觀測到了43K和41K的超導轉變溫度，突破了“麥克米蘭極限”，証明鐵基超導體是繼銅氧化物后的又一類非常規高溫超導體，在國際上引起極大轟動。中科院物理研究所趙忠賢研究組將該類鐵砷化合物的超導臨界溫度提升至55K（零下218.15攝氏度），利用高壓合成技術制備出一大批不同元素構成的鐵基超導材料並制作了相圖，這標志著鐵基高溫超導家族基本確立。

中國科學家在鐵基高溫超導方面發表了一系列研究論文，引起了國際同行的極大關注。據不完全統計，中國科學家在鐵基超導體研究上的8篇代表性論文SCI他引達到3800多次，20篇主要論文SCI他引達到約5150次。2013年2月，中國科學院國家科學圖書館統計數據顯示，世界范圍內鐵基超導研究領域被引用數排名前20的論文中，9篇來自中國，其中7篇來自物理所。《科學》《自然》等國際知名學術刊物紛紛對其作出專門評述，或將其作為亮點進行跟蹤報道。中國科學家的鐵基超導體工作研究也因此被評為《科學》雜志“2008年度十大科學突破”、美國物理學會“2008年度物理學重大事件”及歐洲物理學會“2008年度最佳”。

中國科學家的出色表現贏得了國際同行的高度評價。美國佛羅裡達大學教授、著名理論物理學家彼得赫胥菲爾德說：“一個或許本不該讓我驚訝的事實就是，居然有如此多的高質量文章來自北京。他們的出色表現証明中國確確實實已進入了凝聚態物理強國行列。”

催生全新超導時代

高溫超導材料的用途非常廣闊，大致可分為3類：大電流應用、電子學應用和抗磁性應用。大電流應用即超導發電、輸電和儲能﹔電子學應用包括超導計算機、超導天線、超導微波器件等﹔抗磁性主要應用於磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等。而中國科學家在高溫超導體方面取得的突出研究成果，特別是確立的新的超導家族以鐵為關鍵化學元素，與傳統銅氧化物高溫超導體相比，在工業上更加容易制造，同時還能夠承受更大電流，具有更廣泛應用價值，為全面變革人類生產和生活奠定了基礎。

在傳統高溫超導體應用方面，近年來國內外已相繼研制成功了多種應用超導器件和材料，這些成果已經滲透入人類的工作、學習和生活中。比如，高溫超導濾波器已被應用於手機和衛星通訊，並明顯改善了通信質量﹔超導量子干涉器件裝備在醫療設備上使用，則大大加強了對人體心腦探測檢查的精確度和靈敏度﹔世界上首個超導示范變電站也已在我國投入電網使用，其體積小、效率高、無污染等優點引領著未來變電站發展趨勢。

趙忠賢坦言，與同時期處於研發高潮的激光技術相比，超導科技的應用還遠遠不夠，其在科學研究、信息通訊、工業加工、能源存儲、交通運輸、生物醫學乃至航空航天等領域中的廣泛而重大應用價值沒有得到充分開發。而他看來，促進超導應用實現跨越式發展的途徑不外乎兩個方面，一是發展和改進現有實用超導材料的制備工藝，提高制冷系統的性能，提高可靠性和降低成本，同時大力開拓和培育應用市場。二是探索新的更適於應用的超導材料。隨著人們對銅氧化合物超導體及鐵基超導體的微觀機理的了解，凝聚態物理學將迎來新突破，更適於應用或具有更高臨界溫度的超導體將可能被發現，一旦取得決定性突破，甚至實現室溫超導，人類將迎來夢寐以求的超導時代。（記者　張保淑）