正文 第60章 超導材料研究的新突破(1 / 2)

中國科學院物理研究所的趙忠賢、陳立泉等13位研究人員,首次發現在液氮溫區100K以上條件下的超導體,在超導材料研究方麵獲得新的重大突破。這項具有極大研究和應用意義的科研成果,是1987年2月24日由中國科學院數學物理部主任章綜研究員在新聞發布會上宣布的。

所謂“超導”,是指導電材料在一定條件下電阻變為零的性質。從理論上講,電流在超導體中傳輸將不會有能量損失。這是一種具有極大經濟效益的理想傳輸狀況。1911年,荷蘭科學家昂內斯在水銀中首次發現了超導現象。從此之後,各國物理學家便開始了探尋超導體的艱辛之路。半個多世紀以來,世界上已發現包括水銀在內的26種化學元素和幾千種合金與化合物都具有超導電性。科學家把某種材料從有電阻變為無電阻時的溫度稱為它的轉變溫度。這個溫度以絕對零度(-273℃)為基點計算,絕對溫度以上多少攝氏度即表示為多少K。而當年荷蘭科學家發現水銀的轉變溫度為4K,即一26913,這種極低溫度使它很難具有實用價值。直到1973年,美國科學家測得铌三鍺的轉變溫度為23K,才使較低的轉變溫度有所提高。以後的13年中,世界上有200多個實驗小組進行了努力,雖然超導的轉變溫度沒有提高但積累了相當豐富的經驗,培養訓練了一支精幹的研究隊伍。

到1986年4月,瑞士IBM實驗室的科學家柏諾茲和謬勒等人提出報告,認為鋇鑭銅氧化物可能是高轉變溫度的超導體,並發現它在30K情況下可能存在超導性。這給從事超導研究的科學家們以極大鼓舞。從此,超導研究呈現一片繁榮景象。1986年年底,美國報紙報道休斯敦大學朱經武教授發現鋇鑭銅氧係列材料的轉變溫度達40.2K,不久又報道了華裔科學家朱經武、吳茂昆發現98K情況下的超導體。

我國對超導體研究也很重視。從60年代開始,我國科學家獨立研究超導體,並已有幾種超導材料達到實際應用水平。有的製作工藝還曾榮獲國家發明獎。1975年,中國科學家提議,把探索高轉變溫度超導體列入國家重點科研項目。並對超導研究的國際動向和超導技術的應用前景作了詳細的分析,在分析的基礎上提出了我國超導研究的初步設想。1976年召開了第一次全國高轉變溫度超導會議,此後每兩年召開一次。1977年製定全國規劃時,又將超導砑究列為全國凝聚態物理研究的五項重點之一。這樣,通過我國科學家的不懈努力,在吸收國外成果的基礎上,我國科學院物理所的科研人員終於取得了令人振奮的成果。他們在實驗中采用的新超導材料,是主要成份為鋇釔銅氧4種元素的改進的鋇基氧化物。測量結果表明,這種材料超導中點轉變溫度為92.8K,轉變寬度為4K,起始轉變溫度在100K以上(電阻線過渡到非線性的變化在110K附近),出現零電阻的溫度為78.5KC,這是長期以來國內外科學界夢寐以求的首次在液氮溫區獲得的超導體。首次利用低成本的液氮為冷卻劑發現新超導材料,把國外學術界認為要到2000年才能實現的目標大大提前了。這一突破性的成果還可能帶來許多學科領域的革命,它將對電子和儀器工業發生重大影響,並為實現電力超導傳輸、數字電子學革命、製造大功率電磁鐵和新一代粒子加速器,以及醫學上的磁共振成像等提供了可能。