國家最高科技獎得主趙忠賢學術生涯（二）

昨天的文章講述了國家最高科學技術獎獲得者，我國著名物理學家、超導專家、中國科學院趙忠賢研究員的學術生涯（一），本期繼續選取其傳文中主要學術生涯介紹中的后續部分，奉獻給讀者。

四、堅持不懈，梅開二度

對于趙忠賢在1987年初的高溫超導發現中所作出的基礎性和先驅性的貢獻，國際和國內科學界給予了他很多的榮譽，但他總是淡然面對個人所獲得的這些榮譽。他認為，這些榮譽應當歸功于國家，歸功于集體，而他只是其中的一分子。與各種榮譽相比較，對未知世界的不斷探索才是他追求和享受的人生境界，正如他所說的:“對未知世界的探索是人類的一種本性，它使人向往、激動和年輕。”正是有著這樣一種理念，在1987年初的高溫超導發現之后，趙忠賢不僅一直堅持在科研第一線，而且還與同事們做出了新的貢獻。

1987年，為適應國際超導研究的迅速發展，趙忠賢與其他科學家聯名向國務院建議成立國家超導研究開發中心和國家超導實驗室。1987年國家計委批準在中科院物理研究所建立國家超導實驗室(后改為超導國家重點實驗室)。實驗室于1988年開始籌建，1991年4月通過驗收，列入國家重點實驗室管理系列。從1991年4月至2000年10月，趙忠賢擔任超導國家重點實驗室主任。

在他的領導下，實驗室積極承擔國家超導研究和攻關任務，開展國際合作研究，并在新超導體材料的探索、高溫超導體物理性質和超導電性機理研究及應用的關鍵技術等方面，逐漸形成了自己的特色和主攻方向，達到了處于“國際前沿漩渦中”的水平(這是趙忠賢在實驗室評估過程發明的說法，他不同意，“國際領先”，“國際先進”的分類。他認為，科學的發展是由各國科學家在不斷地推動發展的。今天領先，明天可能被超越了。只要保持在前沿并不斷推陳出新就夠了。這就是處于“國際前沿漩渦之中”)。2000年，國家組織對國家重點實驗室評估，超導國家重點實驗室被評為優。

在擔任國家超導實驗室主任期間，趙忠賢還擔任了“863”、“攀登”和“973”等國家科技計劃的專家組成員，并負責基礎方面的研究。

盡管承擔了科研管理工作，但趙忠賢始終堅持在科學研究的前沿。他和他的研究集體的研究工作在氧化物高溫超導體超導機理、新的高溫超導體探索、推動氧化高溫超導體的應用等重要方向的研究，不斷做出新的貢獻。在他任職期間，非常注意給年輕人創造機會，使他們能有機會脫穎而出，包括盡可能地相對獨立地開展工作，參加國際交流，學術平等、寬松，加強與所內外，國內外的合作等。每位參加國際會議的人都要總結會議情況并給全室介紹。

良好的科研氛圍使他們持續獲得科研成果。1988年2月，他的團隊研究生長出Bi系2212相單晶。與國內外同行合作，在此單晶基礎上最早給出了一批物理及結構方面的結果。在一次會議上，他與范海福同住一室，在聊天中找到了一個題目，即Bi系超導體的無公度調制問題。范先生是用直接法解無公度調制世界上唯一的專家。趙忠賢小組與范海福和李方華小組合作，給出了無公度調制的結構細節，為電子不均勻性以及與機理的關系提供了重要數據。他們的部分工作在諾貝爾獎九十周年慶典的學術會議上作了報告。在超導機理和新材料探索研究的“相持”階段，他們與國內外的學者合作也不斷取得進展。他們對本征電子不均勻性問題的研究，從認識這個問題之后開展研究，堅持了15年之久。與國外的學者合作，提出銅氧化合物超導體“魔數載流子”的概念和復合載流子模型等，該研究至今還在深入進行。他們與斯坦福大學的合作研究獲得重要進展。

對機理的研究有助于新超導體的探索。趙忠賢的團隊一直側重從材料角度研究機理，同時不斷地探索新超導體，并特別是注重新工藝的引進。他特別傾向高壓的合成，因為高壓帶來新的維度，會有很多的機會。

這時期，趙忠賢的團隊在新材料探索方面研制出十幾種新材料，例如，他們用高壓合成出高臨界轉變溫度達115K的(Pr，Ca)Ba₂Cu₃O₇(“123”相)超導體，創造了這一結構超導體轉變溫度的最高紀錄。這些結果不僅為研究在高溫超導體中最為奇特的Pr-123相化合物的超導電性產生機理提供了重要信息，而且為應用提供了可能。這一工作結果在2000年2月美國休斯敦召開的第六屆超導材料和機理國際大會上作特邀報告。

在大會有關超導材料的總結報告中指出，Pr_0.5Ca_0.5Ba₂Cu₃O_7-δ115Ｋ超導體的合成是最近幾年超導材料研究的重要進展之一。2001年，在MgB₂超導體被發現后，趙忠賢小組在國際上較早地用高壓方法制備出了高質量的MgB₂塊材和MgCNi₃材料，并對相關物理進行了研究。趙忠賢堅持基礎研究與應用研究相結合，努力推動高溫超導的應用，在解決應用中的關鍵技術問題方面作出了積極的貢獻。例如，20世紀90年代，他作為“863”計劃超導專家委員會成員，是中國高溫超導磁懸浮實驗車研究項目的責任專家，協助西安交通大學制成的高溫超導磁懸浮實驗車并在“863”成果展覽會上展出。

趙忠賢深愛超導事業。長期以來，他的團隊與所內外、國內外的合作研究在不斷深入和取得進展。例如，與化學所合作研究碳-60的問題，2000年作為成員獲國家自然科學獎二等獎(以中科院化學所為主)。在與薛其坤等同事的聊天中，根據他們在生長一維和二維金屬薄膜方面的特長(這方面他們是國際上極少數的幾個小組之一)，趙忠賢建議把超導電性作為研究物理問題的切入點，與薛其坤、賈金鋒一起確定了研究“Pb膜的量子尺寸效應問題”，解決了40年前理論預言的問題。基于對異質外延生長薄膜超導性研究所做出的貢獻，趙忠賢作為成員獲2005年中科院杰出成就集體獎和2011年國家自然科學獎二等獎。

2008年，超導研究的新突破再次將世界的目光聚焦在國際超導領域，繼銅基超導材料之后，日本科學家發現了一類新的超導材料———鐵基超導材料。繼日本科學家之后，物理所的幾個小組和中國科大的陳仙輝研究組抓住機遇又取得了一批重要成果。

趙忠賢領導的研究組，基于他們自己觀察到的高壓下摻氟鑭氧鐵砷的臨界溫度隨壓力而提高現象，認為臨界溫度還有較大的提升空間。趙忠賢提出用高壓合成和輕稀土替代。他們小組采用高壓合成的方法制備了一系列的新超導體：首先是合成出氟摻雜鐠氧鐵砷化合物并把超導臨界溫度提高到52K(零下221.15攝氏度)，又合成出摻氟釹氧鐵砷超導材料和制備出無氟摻雜的超導系列。其中氟摻雜釤氧鐵砷化合物，其超導臨界溫度可進一步提升至55K(零下218.15攝氏度)，創造了紀錄。對此，瑞士的一位教授說，“趙的小組把鐵基超導體的臨界溫度Double了”。

在這場鐵基超導材料大發現中，中國科學家的表現又一次受到國際科技界的矚目。這次新的高溫超導體的發現，被美國《科學》雜志評議為2008年十大科技突破，其中指出，來自中國的4個小組用Pr和Sm代替La把臨界溫度提高到55K。美國《科學》雜志曾發表評論，指出：“新超導體的發現把中國科學家推向國際前沿。”據科技部《基礎科學研究快報》消息，基于2009年前后的統計，國際物理學10篇熱點論文有4篇左右是中國科學家的論文，其中經常出現的兩篇是趙忠賢小組的。目前，新的鐵基超導材料的發現又一次激發物理學界對高溫超導研究的熱情。鑒于對鐵基超導體研究的貢獻，2009年趙忠賢與其他7位學者一起獲“求是”杰出科技成就集體獎；作為主要成員獲2013年國家自然科學獎一等獎。

五、追求超越，寄希望于青年

2009年求是基金會對4個小組的共8位學者頒發了“求是”杰出科技成就集體獎。頒獎后，楊振寧先生問趙忠賢，這里面你是年齡最大的吧。這其中有他過去的學生和博士后以及他們的學生。從1987年起，一批優秀的學生選擇了超導專業，他們畢業后，走向了全世界；其中一批優秀的人才回國創業，參與鐵基超導研究的就是其中的一小部分。

對于這次新超導體的發現，趙忠賢在接受《科學時報》記者訪談時指出，它具有幾個方面的意義:一是開辟了一個新的領域。這個領域會帶來許多新的物理規律需要被認識，規律認識的過程將推動物理學科本身的發展，這是對全人類的貢獻。二是它含有潛在的應用價值。對于潛在應用價值需要有深刻認識，我們參與其中將有利于在它可以投入實際應用時，掌握核心技術，這是對國家的貢獻。三是開闊了視野，從新的角度探索新超導體。

同時，趙忠賢特別強調，超導研究已經在中國扎了根。參與這次超導研究高潮并做出成績的，基本是25~40歲左右的年輕人，他們參與這個項目得到了多方面的鍛煉，不僅在科學上做出了優異的成績，而且提高了創新能力。如果10年后再有這樣的機會，他們可能就是走在世界最前沿的一群人。這對于我們國家的科技發展具有意義。

20世紀80年代末以來，趙忠賢一直是超導領域國際上活躍的科學家之一。他在科學探索的道路上保持著年輕人的心態，執著地追求新的突破，期望有一天由中國人發現更適于應用的，甚至室溫超導體，為人類的文明作出新的貢獻。

不僅如此，他對研究生和后備科研人員的培養始終不遺余力，積極培養和提攜青年人才，讓他們在科研的領導崗位上承擔重任。在他的培養和支持下，有一批年輕人成長起來并做出了優異成績，成為學術帶頭人。他總是對年輕人抱以厚望，常常會因他們所取得的優異成績激動不已，比如，他對參與鐵基超導體研究的80后所表現出的激情和不懈努力的精神所感動，他曾動情地說:“他們的表現非常可愛，讓人感到振奮。”他給他們十二個字的評價:“有激情、肯吃苦、能戰斗、可信賴。”由此不難看出，在趙忠賢的字典里，“超越自我”不只是自己超越自己，而且包含了年輕一代對老一代(包括他自己)的超越！他深情地說，“有優秀的青年，就有光輝的未來”，“如果哪一天發現了室溫超導體，應該有中國人”。他認為，“中華民族偉大復興將對人類文明做出新貢獻。探索高溫超導體及相關機理研究應該是一個優先的選擇。”

主要成果

趙忠賢一直從事低溫物理與超導電性研究。從1976年開始從事探索高溫超導體的研究，到目前為止已發表了400多篇論文。1987年2月他們集體獨立地發現了液氮溫度超導體，并首先向世界上公布了其化學成分Ba-Y-Cu-O，推動了世界性超導研究。2008年，他領導的研究小組采用高壓合成方法首次通過Pr代替La將超導臨界溫度提高到50K以上，合成出系列的無氟的缺氧鐵基超導體，并將鐵基超導臨界溫度提高到55K的紀錄。

本文摘編自陳佳洱主編的《20世紀中國知名科學家學術成就概覽·物理學卷·第三分冊》一書中李真真撰寫的《趙忠賢》傳文部分內容。內容有刪減。

國家重點圖書出版規劃項目《20世紀中國知名科學家學術成就概覽》以紀傳文體記述中國20世紀在各學術專業領域取得突出成就的數千位華人科學技術和人文社會科學專家學者，展示他們的求學經歷、學術成就、治學方略和價值觀念，彰顯他們為促進中國和世界科技發展、經濟和社會進步所作出的貢獻。

《20世紀中國知名科學家學術成就概覽·物理學卷》第三分冊，收錄了43位物理學家和教育家的傳文，卷末附學科發展大事記，與傳文兩相印照，從而反映出中國物理學科的百年發展脈絡。

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