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中国科学家的超导情缘
一、物理所的“小炮楼”
  说起“小炮楼”,赵忠贤院士给我们讲了它不同寻常的经历。与所里其他建筑都不同的是,“小炮楼”得名于它酷似老电影里面炮楼的外形。当年物理所科研用楼十分紧张,不能满足科研攻关的需求,又迟迟不能获得建设新楼的许可,无奈之下在自家院子里建了这个可能是中关村地区唯一的违章建筑,也就没有正式命名。而就是在这座违章建筑里,赵忠贤院士和他的研究团队日复一日,年复一年地不懈努力,引领我国的高温超导研究走到世界的前列。
  基础研究注定“寂寞”,晚上本可以与朋友把酒言欢或者和家人尽享天伦之乐的时光,只得与轰鸣的设备和相互做伴。就拿超导来说,超导现象的发现距今已经有一百多年的历史,从最初的趋之若鹜的研究热潮到后来的逐渐冷淡,最终很多团队都不得不解散,物理所的超导团队却一直抱着对超导科学的渴求,坚守这块阵地,与其说是为了全人类共同的美好愿望,不如说是每位研究人员在追求心中的夙愿。赵忠贤经常对他的学生说:“既然献身科学事业,就要淡薄个人名利。”他和他的学生们经常在实验室里挑灯夜战,做着在别人看来“挺死性”的实验和研究,功夫不负有心人,使超导重回人们的关注视野。

小炮楼

二、通力合作,共攀高峰
  为了进行更加系统和深入的研究,必须合成一系列的铁基超导材料才能提供全面、细致的信息。物理所的赵忠贤组利用高压合成技术高效地制备了一大批不同元素构成的铁基超导材料,转变温度很多都是50K以上的,创造了55K的铁基超导体转变温度纪录并制作了相图,被国际物理学界公认为铁基高温超导家族基本确立的标志。
  中科大陈仙辉组在突破麦克米兰极限后,又对电子相图和同位素效应进行了深入研究,发现在相图区间存在超导与磁性共存和超导电性具有大的铁同位素效应,这些现象后来都被证明是大多数铁基超导体的普适行为,对理解铁基超导体的超导机理提供了重要的实验线索。 另外,陈仙辉组发展了自助溶剂方法,生长出高质量的单晶,为后续的物性研究奠定了基础。
  物理所王楠林组从实验数据出发,猜测LaOFeAs在低温时有自旋密度波或电荷密度波的不稳定性,超导与其竞争。闻海虎小组合成了首个空穴型为主的铁基超导体。方忠与实验工作者深入合作,进一步加强了有关物性研究。方忠及其合作者计算了LaOFeAs的磁性,并且得到了和猜测一致的不稳定性,做出了“条纹反铁磁序自旋密度波不稳定性与超导竞争”的判断。这一预言随后被国外同行的中子散射实验证实。在当前的铁基超导机理研究中,自旋密度波不稳定性同超导的关系已经成为最主流的方向。
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