2017年1月9日,物理學家趙忠賢與屠呦呦一起榮獲2016年度國家最高科學技術獎。這是一位名副其實的科研長跑選手,他為高溫超導研究在中國扎根并躋身國際前列作出了重要貢獻。
趙忠賢院士接受央視采訪截圖
趙忠賢1941年出生,1964年從中國科學技術大學畢業(yè)后到中國科學院物理研究所工作至今,1991年當選中國科學院院士。五十多年來,除參加國防任務的幾年外,他一直從事超導研究,是我國高溫超導研究主要的倡導者、推動者和踐行者。
超導臨界溫度很低,極其影響超導體的廣泛應用。尋找液氮溫區(qū)的高溫超導體,甚至室溫超導體,是科學家長期的夢想。公開的2016年度國家最高科學技術獎項目展示中,對趙忠賢的主要貢獻描述是:
在百余年超導研究史中,出現(xiàn)過兩次高溫超導重大突破,趙忠賢及其合作者都取得了重要成果:即獨立發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)高溫超導體和發(fā)現(xiàn)系列50K以上鐵基高溫超導體并創(chuàng)造55K紀錄。
上個世紀70年代,趙忠賢等一批年輕學生和學者被派往國外學習, 接觸到了世界超導研究最前沿。1986年,科學家柏諾茲與繆勒對銅氧化物超導電性的發(fā)現(xiàn)引起了趙忠賢的注意。因多年堅持”結構不穩(wěn)定性可以導致高臨界溫度”,他成為世界上最早認識到“在Ba-Cu-O中存在可能高達35K超導性”(后獲諾貝爾獎)重要意義的少數(shù)幾位科學家之一。1987年2月,趙忠賢及合作者獨立發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)高溫超導體,并在國際上首次公布其元素組成為Ba-Y-Cu-O,大大推動了全球高溫超導的研究進程。1987年趙忠賢獲得第三世界科學院TWAS物理獎,這是中國科學家首次獲此獎項。同年,趙忠賢作為五位特邀報告人之一,參加了美國物理學會三月會議,標志著中國物理學家走上了世界高溫超導研究的舞臺。1989年因“液氮溫區(qū)氧化物超導電性的發(fā)現(xiàn)”,趙忠賢等人獲國家自然科學獎集體一等獎(排名第一)。
長期的堅持和積累,趙忠賢在探索新的高溫超導體方面逐漸發(fā)展了一種新的思路,即“在具有多種相互作用的四方層狀結構的系統(tǒng)中會有高溫超導電性”。2008年日本一小組報道了LaFeAsO有26K的超導電性,趙忠賢認識到這一類鐵砷化合物(后來被稱作“鐵基超導體”)很可能是新的高溫超導體?;贚aFeAs(O,F(xiàn))壓力效應研究,趙忠賢提出輕稀土元素替代和高溫高壓的合成方案,帶領團隊率先將鐵基超導體的臨界溫度從26K提高到52K,顯著超過了40K的麥克米蘭極限。很快又合成了絕大多數(shù)50K以上的系列鐵基超導體,創(chuàng)造了大塊鐵基超導體55K最高臨界溫度記錄,為確認鐵基超導體為第二個高溫超導家族提供了重要依據(jù),實現(xiàn)了高溫超導研究領域的第二次突破。這是趙忠賢的第二個主要貢獻。
2013年,趙忠賢因“40K以上鐵基高溫超導體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)研究”榮獲國家自然科學獎一等獎。2014年,趙忠賢獲得2014年度何梁何利科學與技術成就獎。2015年獲得國際超導領域重要獎項Matthias獎。
趙忠賢堅持高溫超導研究40年,同時注重培養(yǎng)人才,積極為年輕人營造良好環(huán)境。他曾說:“雖然超導研究的兩次熱潮我都趕上了,而且也都做出了成績,但仔細分析我也錯過了好多機會。我希望將自己的這些經(jīng)驗教訓分享給年輕科研工作者,讓他們能少走些彎路,取得更大的成績?!?p>