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半岛官方体育中邦科学院物理钻探所
作为宏观量子现象的超导电性具有重要的基础科学研究价值和巨大的应用前景。探索新的高临界温度超导体是各国科学家长期以来追求的目标。半岛官方体育铁基高温超导体的发现是继铜氧化物高温超导体之后最重要的进展。以本项目成员为代表的中国科学家基于长期积累做出了大量原创性的工作,取得了突破性进展。赢得了国际学术界的广泛认可,引领和推动了铁基超导及相关领域的研究和发展,激发了世界范围内新一轮高温超导研究的热潮。
1.首次突破麦克米兰极限温度,确定铁基超导体为新一类高温超导体。继2008 年日本科学家报道临界温度 26K 的 LaFeAsO
超导体之后,本项目组用磁性稀土离子钐、铈取代非磁性的镧,首次发现常压下临界温度高于 40K 的超导电性,突破了麦克米兰极限温度,随后用镨取代镧使临界温度达到 52K,确定铁基超导体为新一类高温超导体,引发了世界范围内的研究热潮。
2.合成系列铁基高温超导体并确认为第二个高温超导家族,创造并保持铁基超导体临界温度的最高记录。在 1111 结构体系中,利用高温高压方法在国际上率先合成一系列临界温度在 50K 以上的铁基超导体 REFeAsO
(RE=Pr,Nd,Sm,Gd)。发现氧缺位实现高温超导电性,高压合成了系列REFeAsO
(Re=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Ho,Y)铁基高温超导体。在 Sm-1111 体系中创造了 55K 临界温度的最高记录。确认铁基超导体为第二个高温超导家族。通过在La 位掺 Sr 在国际上率先合成出以空穴型载流子为主的 La
FeAsO 超导体。此外,还发现了其它几种新型铁基材料,扩充了铁基超导体的结构类型。
3.基于若干基本物理性质的研究,确认了铁基超导体的非常规性。首次提出铁基超导体母体具有自旋密度波(SDW)态,预言了其条纹状反铁磁结构并被实验证实。在国际上率先生长出多种高质量单晶,并开展输运、磁性、能谱等系统物性研究及国际合作。揭示了 SDW 相变引起的电子结构重组和费米面能隙打开,发现了SDW 温度之上磁化率与温度的线性关系,建立了SmFeAsO
体系的相图,发现了超导电性和反铁磁序的竞争与共存特征,研究了同位素置换对超导临界温度和 SDW 相变温度的影响,指出了铁基超导体的多带特性。
上述研究成果确认了铁基超导体的非常规性,为理解铁基超导电性起到了奠基性的作用。 8 篇代表性论文 SCI 他引 3801 次,最高单篇他引 823 次,20 篇主要论文 SCI他引 5145 次。主要完成人在国际会议作特邀报告 160 余次。论文发表后被国际知名学术刊物《Science》、《Nature》、《Physics Today》、《Physics World》等进行专门评述或作为亮点跟踪报道。《Science》发表了题为《新超导体将中国物理学家推到最前沿》的专题评述。包括本项目成果在内的铁基超导体研究被《Science》评为“2008 年度十大科技进展”半岛官方体育、被美国物理学会评为 “2008 年度物理学重大事件”、被欧洲物理学会评为 “The best of 2008”、以及入选“2008年度中国基础研究十大新闻”。主要成员获“2009 年求是杰出科技成就集体奖”。
:国家自然科学一等奖“40K以上铁基高温超导体的发现及研究”——铁基超导的中国突破
男,1941年1月生,辽宁新民人,党员,中国科学院物理研究所研究员,中国科学院院士、第三世界科学院院士、国际陶瓷科学院院士,中国科学院物理研究所学术委员会主任、超导国家重点实验室学术委员会主任。1964年毕业于中国科学技术大学,同年分配到中国科学院物理研究所工作至今,曾任物理所超导材料实验室副主任、超导国家重点实验室主任。
物理研究所研究员,极端条件物理重点实验室主任。1963年8月生。1982年7月本科毕业于郑州大学物理系,1986年1月华中理工大学物理系获硕士学位,1991年11月中国科学技术大学物理系低温物理专业博士毕业,获博士学位。曾在德国Darmstadt技术大学固体物理研究所(Humboldt Fellow)、日本国际超导研究中心(ISTEC Fellow and STA Fellow)、加拿大Simon Fraser 大学和McMaster 大学物理系访问研究。1998年入选...
高温超导材料, 非常规超导机制, 高温超导体磁通动力学. 在铜氧化物,二硼化镁和铁基超导体材料方面工作多年, 获得一系列进展
男,1970年7月生于湖北,中国科学院物理研究所研究员、博士生导师。1991年本科毕业于华中理工大学,1996年获华中理工大学博士学位,1996-2003年访问日本、美国,2003年回国到中科院物理研究所工作至今。
1991 年中科院物理所理学博士毕业,1997 年荣获国家自然科学基金委杰出青年基金资助,1998 年晋升中科院物理所研究员,2013 年入选百千万人才工程国家级人选。
丁洪,男,1968年4月生于湖南长沙。现为中国科学院物理所研究员,北京凝聚态国家实验室常务副主任和首席科学家。
任治安,2004年于物理研究所获博士学位。2005-2007年在日本Aoyama-Gakuin Univ.做博士后研究。2007年回国工作,特聘研究员,博士生导师。
陈根富,男,1970年12月生于安徽池州。现任物理研究所研究员、博士生导师、超导国家重点实验室SC10研究组组长。
:决战“超导之巅”——记2013年度国家自然科学奖一等奖项目铁基高温超导研究团队
: Superconductivity era will speed up changes
:自然科学一等奖三年空白终有主“铁基高温超导”获奖此奖13年内曾9次空缺
作为20世纪最伟大的科学发现之一,超导体具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的物理特性。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。
上世纪八十年代,铜氧化物超导体因具有40K以上的超导临界温度脱颖而出,成为超导家族中的“高温超导体”。令人颇感失望的是,人们发现铜氧化物高温超导体很难得以大规模应用。
2008年,超导家族迎来了全新铁基超导体。在中科院物理所和中科大研究团队的努力下,铁基超导材料在突破超导临界温度方面屡次刷新纪录,这个备受关注的“新生儿”在短短几年内就成长为“超能力小朋友”。
一路走过,我国科学家迎难而上、把握机遇,通过日积月累的付出引领我国的高温超导研究工作走到世界前列。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”这句话是他们探索之路的真实写照。
高温超导体的应用,很多还处于刚刚起步的阶段,但其蕴含的巨大潜力仍期待人们去开发和挖掘。超导体可以用于信息通信、强稳恒磁场、工业加工、无损耗输电、生物医学、磁悬浮运输和航空航天等领域。