正在举行的2013年国家科学技术奖励大会上，中国科学院物理研究所/中国科技大学“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质的研究”获2013年度国家自然科学一等奖。这一奖项此前已连续空缺3年。
以赵忠贤、王楠林、闻海虎、方忠（以上皆为中科院物理所成员，以下简称“物理所”）和陈仙辉（中国科学技术大学，以下简称“中国科大”）为代表的中国科学院物理研究所/北京凝聚态国家实验室（筹）和中国科大研究团队因为在“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”方面的突出贡献获得了国家自然科学一等奖。
图为铁基高温超导研究团队
自2000年起，国家自然科学一等奖13年里有9次空缺，目前已连续空缺3年。1989年，物理研究所“液氮温区氧化物超导体的发现及研究”曾获当年国家自然科学一等奖。
铁基高温超导体
超导，全称超导电性，是20世纪最伟大的科学发现之一，指的是某些材料在温度降低到某一临界温度，或超导转变温度以下时，电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。
在超导研究的历史上，已经有10人获得了5次诺贝尔奖，其科学重要性不言而喻。目前，超导的机理以及全新超导体的探索是物理学界最重要的前沿问题之一。同时，超导在科学研究、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，受到人们的广泛关注。
近年来，国内外相继研制成功了多种超导材料和超导应用器件，超导正在为人类的工作、学习和生活提供着便利。如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯，明显改善了通信信号和能量损耗；世界上各医院使用的磁共振成像仪器（MRI）中的磁体基本上都是由超导材料制成的；使用的超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用，大大加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度；世界上首个示范性超导变电站也已在我国投入电网使用，它具备体积小、效率高、无污染等优点，是未来变电站发展的趋势。
超导在科学研究、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
物理学家麦克米兰根据传统理论计算断定，超导体的转变温度一般不能超过40K（约零下233摄氏度），这个温度也被称为麦克米兰极限温度。
1986年，两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体，转变温度高于40K，因而被称作为高温超导体。但在上个世纪九十年代中后期，由于它们属于陶瓷性材料，复杂的制作工艺使其大规模应用难以实现。国际物理学界倾向认为铜氧化物超导体能给出的信息基本上被挖掘殆尽，通过铜氧化物超导体探索高温超导机理的研究遇到了瓶颈，国际上的相关研究也进入低谷。但中国超导研究所的研究人员们一直坚持在高温超导研究领域默默耕耘。
与铜氧化物高温超导体不同，初步的研究表明，铁基超导体在工业上更加容易制造，同时还能够承受更大的电流，这为应用奠定了基础。
中国科学家后来居上
中国科学家首先发现了转变温度40K以上的铁基超导体，接着又发现了系列的50K以上的铁基超导体。物理所和中科大的科学家们在铁基高温超导研究中引领了国际研究的热潮。1989年，物理研究所“液氮温区氧化物超导体的发现及研究”就曾获当年国家自然科学一等奖。
2008年2月下旬，日本化学家细野(Hosono)报道在四方层状的铁砷化合物：掺F的LaOFeAs中存在转变温度为26K的超导电性。之后，中国的铁基超导研究工作像井喷一样。这些年来，铁基超导体系不断产出优秀论文，引起了强烈的国际反响。
赵忠贤院士的两位研究生正在讨论实验数据
物理所的靳常青找到了第三种全新的以LiFeAs为代表的111体系超导体，这对进一步探索高温超导的内在物理机制和提高超导转变温度都有重要的意义。
物理所的丁洪教授2008年放弃了美国波士顿学院的终身教授职位，回国后的第二天就投入到了铁基超导的研究当中。他首次在实验上提出了铁基超导体的能隙对称性，解决了这个曾在铜氧化物超导体中被长时间争论的问题。
物理所的任治安当时是赵忠贤组的主要成员之一，之前也是赵忠贤的博士生，与其他80后一起合成了一系列转变温度在50K以上的铁基超导体。
物理所王楠林研究组当时有一员干将名叫陈根富，2007年10月回国加入该组后，即着手开展了LaFeAsO等铁砷超导材料的探索合成工作。他不但率先发现了41K的CeFeAs(O,F)新超导体，还首次生长出了一批高品质的超导单晶样品，推动了相关铁基超导机理的研究。
世界上首个示范性超导变电站也已在我国投入电网使用
在五名获得国家自然科学一等奖的科学家背后，有着一支庞大的研究团队。他们反复强调说，自己只是中国科研人员中一个最最普通的集体。
截至2013年1月4日，铁基超导体的8篇代表性论文SCI共他引3801次， 20篇主要论文共SCI他引5145次。相关成果被众多国际知名学术刊物专门评述或作为亮点跟踪报道。2013年2月，中国科学院国家科学图书馆统计显示，世界范围内铁基超导研究领域被引用数排名前20的论文中，9篇来自中国，其中7篇来自该研究团队。这一切都表明，该团队在铁基超导方面的研究，毫无疑问已经走在了世界的最前沿。
著名理论物理学家，美国佛罗里达大学Peter Hirschfeld教授说：“一个或许本不该让我惊讶的事实就是，居然有如此多的高质量文章来自北京，他们确确实实已进入了这个（凝聚态物理强国）行列”；美国斯坦福大学Steven Kivelson教授说：“让人震惊的不仅是这些成果出自中国，重要的是它们并非出自美国。”
高温超导的研究基地
物理所对高温超导的探索和研究历史可以追溯到上世纪70年代。1986年，铜氧化物高温超导体被发现。1987年物理所研究组独立地发现了起始转变温度在100K以上的Y-Ba-Cu-O新型超导体。在此之前，世界上一切超导研究都必须采用昂贵并难以使用的液氦来使超导体达到转变温度，这对超导研究形成了巨大的障碍。物理所的这项成果把使用便宜而好用的液氮来达到超导转变温度变为现实，为超导研究开辟了一片崭新的天地，大大方便和加速了全世界的高温超导研究，并荣获1989年国家自然科学一等奖。同年，经国家计委批准，物理所成立了超导国家重点实验室。以“液氮温区氧化物超导体的发现及研究”为代表，物理所作为中国最重要的高温超导研究基地，在铜氧化物高温超导体的研究中做出了一系列重要的研究成果，为人类理解和应用超导体做出了中国人应有的贡献。
中科大从上个世纪80年代以来，也一直在高温铜氧化合物超导研究领域从事着重要的工作，并于1992年成立了中科大超导研究所，为我国在高温超导领域的发展做出了重要的贡献。同时，经过中科大几代人的努力坚持，为我国培养并储备了一批从事高温超导研究的专业人才。
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来源：新华网 | 责任编辑:潘凯恩
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