国家超导实验室国家超导实验室在中
超导国家重点实验室简介
为适应高温超导研究迅速发展的需要，国家计委于1987年批准在中国科学院物理研究所建立国家超导实验室．1991年4月实验室通过验收，列入国家重点实验室管理系列，正式运行并向国内外开放．
实验室主任是中国科学院院士赵忠贤研究员．副主任是熊光成教授（北京大学）、董成博士和赵柏儒研究员．实验室学术委员会以国家超导中心专家委员会成员为主体，共18位国内著名专家组成，主任是中国科学院院士、北京大学甘子钊教授，副主任是龚昌德教授（南京大学）和李方华院士．实验室设立一个办公室，由主任助理兼学术秘书和行政秘书组成．现就实验室的队伍建设、人才培养、装备、研究方向、研究成果、...全部
超导国家重点实验室简介
为适应高温超导研究迅速发展的需要，国家计委于1987年批准在中国科学院物理研究所建立国家超导实验室．1991年4月实验室通过验收，列入国家重点实验室管理系列，正式运行并向国内外开放．
实验室主任是中国科学院院士赵忠贤研究员．副主任是熊光成教授（北京大学）、董成博士和赵柏儒研究员．实验室学术委员会以国家超导中心专家委员会成员为主体，共18位国内著名专家组成，主任是中国科学院院士、北京大学甘子钊教授，副主任是龚昌德教授（南京大学）和李方华院士．实验室设立一个办公室，由主任助理兼学术秘书和行政秘书组成．现就实验室的队伍建设、人才培养、装备、研究方向、研究成果、学术交流与开放等方面作一介绍．
队伍建设和人才培养
实验室是一个开放性的、从事超导研究的实体．现有固定人员30人，其中研究人员20人，技术人员9人，管理人员1人．目前研究员5人，具有博士学位的青年学术带头人6人（1人为实验室副主任）．实验室的成员以物理所原有的超导研究队伍为基础，其中多数成员参与了在1987年独立发现液氮温区以上的高温超导体的研究工作，此工作获国家自然科学一等奖．实验室注重充分发挥中老年研究人员的主观能动作用，更注重培养和提拔年轻人才．现在，实验室初步形成了以中老年研究人员为核心，以年轻研究人员为骨干的素质较强的研究队伍，这是实验室赖以对外开放和培养人才的基础．目前实验室具备了能容纳流动研究人员40～60人（到1994年底来实验室的客座人员为35人）的能力，可以接收在读研究生30人．鉴于物理所的条件限制，目前实验室在读硕士、博士生保持在20人左右（到目前为止，实验室毕业硕士生10名，在读5名；毕业博士生10名，在读15名，出站博士后4名，在站1名）．实验室坚持开放，也为年轻人开阔眼界、进一步深造创造了更多的机会．现在实验室派出国外深造和学成回国人数已逐步趋向平衡，人才流动开始出现良性循环．
实验室装备
目前实验室的装备基本具有基础研究、应用基础研究的能力和对外开放的条件，大型设备有：电子显微镜（H—9000分析电镜）、转靶X光衍射仪（日产MAC Science）、低温真空扫描隧道显微镜（国内自己设计研制）、离子束刻蚀机（国产，并建立了小型1000级超净室）、多功能溅射系统（德国莱宝）、振动样品磁强计（英国牛津）、交流磁化率计（美国湖滨）、SQUID磁强计（美国量子设计）等．这些设备对于保证实验室内部各类课题和开放课题顺利开展起到了关键的作用．实验室同时还建立了比热、超声、压力效应、临界参数等常规测试系统；建立了高温高压装置、高氧压炉、高温气氛炉、提拉法生长熔融织构样品的系统，加上实验室其他薄膜生长和单晶生长设备，使实验室具有较强和较全面的研究条件，能够保证对国内外开放．目前实验室正着手建立激光蒸发膜设备，以改变实验室单一的以磁控溅射技术制备薄膜的状况，促进薄膜器件研制的新材料探索工作的发展．
研究方向和课题布局
高温超导体的研究无论从凝聚态物理、化学和材料科学的发展，还是从实际应用角度看，都是内容丰富，充满希望的一个学科领域，是当代凝聚态物理中的核心和前沿课题之一，一直吸引着国际上一流的科学家．
我们的目标是成为本领域国际一流的实验室，出创新的成果，培养杰出的人才，形成自己的特色，争取大的突破，在国际竞争中形成自己的优势，使实验室成为国家在超导领域基础和应用基础研究的基地．为实现这一目标，根据国家投入强度及国家实验室的特点，一抓长远可能有突破性的项目，二抓与知识产权有关的关键技术，重点抓国家急需62解决的问题，在科学实践中出成果，出人才．
实验室在高温超导研究领域的研究方向，主要集中在新材料探索和结构化学特征化方面．有选择有重点地进行超导体物理性质和超导机理的研究，解决具有广阔应用前途的关键技术问题，包括体材及线材中的应用基础问题，薄膜技术和器件物理问题．同时根据国家急需，加速超导技术向应用部门的转移．
从实验室正式运转以来，实验室的课题分为六大类．分别属于“攀登计划”、“863计划”、“国家自然科学基金”、“院级及其他政府部门项目”、“国防任务”和“配合兄弟单位攻关的重点项目”．经过几年对课题的调整、更新和发展，到1994年底，实验室正式列入和有计划开展的科研项目为36项65个课题，其中开放合作课题49个．从学术领域和课题的任务考虑，上述课题总的布局情况如下：新材料探索10个；高温超导体结构特征细节，成相规律及结构分析方法10个；高温超导机理及其他物理性质的研究14个；磁通钉扎和磁通点阵动力学研究11个；薄膜生长，薄膜物理及器件研制12个；其他方面课题8个．上述课题中，属国际合作的有13个，这些是实验室课题调整，更新和发展的基础．
实验室的主要研究成果
新超导体材料的探索和超导体结构化学特征化及成相规律的研究一直是实验室研究工作的重要课题．几年来，这方面的研究成果形成了我们在国际竞争中的一定的优势，也代表着国际上高温超导研究发展的一个重要方面．最值得注意的是以下几个在国际上领先的工作：
第一，我们首次将BO集团引入铜氧化合物中，形成（B0·5Cu0·5）Sr0·8Ba1·2YCu2O7化合物（Tc为51K），即“1212”相，这一工作已引起国际上对B离子的重视，已发展成为一个新的超导体系列．
第二，实验室在国际上首次合成特别有意义的P型T′相超导体（Tm1·83Ca0·17）CuO4，这对P型氧化物超导体CuO2面上载流子的引入不一定要顶点氧，至少从结构化学分析的角度，邻近CuO2面的阳离子缺陷（Ca++）可以在CuO2面上引入载流子．这不仅为论证顶点氧的必要性及可否在无限层铜氧化合物中引进足够的载流子有非常重要的学术意义，同时对寻找更高温度的超导体也有重要的指导意义．
第三，实验室与范海福、李方华小组合作，用他们发展的电子衍射直接法研究Bi系2223等相的结构，已经给出了Bi系2223，2212和2201三个相的正常态下的结构细节，指明了在2223相中（包括掺Pb的Bi系2223相）的三层CuO2面之间存在氧桥，这对不同CuO2面上载流子的形成和分布提供了直接证据．这种电子衍射直接分析方法国际上尚无其他实验室掌握，我们正用这种方法研究Tl系和Hg系超导体．
在高温超导电性机理方面，实验室有重点地抓了具有特色和重要意义的课题．一是利用我们的优势生长单晶；二是利用高质量单晶做我们条件允许的和理论相结合的实验研究；三是抓热点的可以和结构化学特征化联系起来的物理问题．
实验室在国际上最早长出Bi系2212相单晶，首次给出这类材料各向异性电阻率和热电势，单电子隧道谱和比热等数据，确定了其基本物理参数．在对Bi2201系统单晶的研究中，在低温下未发现电一声相互作用的T5项，由电阻、霍耳系数对温度的关系，发现了赝能隙的存在．而用低温X射线衍射发现掺Pb的Bi系2223相在超导转变之后有结构畸变，这说明在超导电性发生中电—声子相互作用不能排除，这对高温超导电性发生的机理是一个直接的触动．此外，晶格热膨胀随温度变化的研究，穆斯堡尔谱和超声内耗测量都涉及到超导转变前晶格软化效应的存在．
高温超导体中磁通钉扎和磁通点阵动力学行为和高温超导体在强电方面的应用前景密切相关，这方面的研究工作是实验室抓的与应用有关的关键课题之一．我们提出了在Y系“123”相中掺杂其他稀土离子造成晶格不匹配，从而产生对磁通起钉扎作用的应力场的论点．这一论点已被本实验室研制的（Gd1-xYx）Ba2Cu3O7薄膜的临界电流实验结果所证明，并已和德国就这一领域开展合作．
在磁通点阵动力学方面，我们对国际上的几个研究热点，如高温超导体磁化不可逆线行为的起因、临界电流随磁场变化所出现的“鱼尾效应”（即临界电流随磁场增加而升高的反常行为）、高温超导体中的涡旋玻璃态、磁通量子隧道效应、多层膜中的磁通点阵动力学和磁驰豫等都进行了大量的工作，提出了新的论点，获得了新的实验事实，在国际主要刊物上发表了30余篇论文．
高温超导薄膜是高温超导电子器件研制的基础，而薄膜器件又普遍认为是高温超导体实现应用的第一步．本实验室是国际上最早开展高温超导薄膜研究的少数几个实验室之一．1992年以前，实验室在研究和发展高温超导薄膜方面做了大量的工作，改进和发展了制膜工艺，做出了高质量的Y（Gd）Ba2Cu3O7薄膜，并进行了系统研究．同时向国内外20余个单位提供了数百片薄膜供基础研究和器件研制．从1992年起，全面开展多层膜、大面积（Φ30mm）薄膜及超薄膜（单位原胞量级厚度）的生长和研制．除Y（Gd）系薄膜外，还开展了Bi系、Tl系、无限铜氧层薄膜、多种掺杂膜以及高温超导体和其他功能材料集成薄膜等的生长和研究．同时发展多种制膜技术和过渡层技术，为实用化开辟更多的途径．实验室通过和兄弟单位及国际合作，已经在高温超导薄膜红外探测器、微波器件以及DCSQUID等器件方面取得了一定的进展，现已向实用化研制阶段迈进．
国内外学术交流和开放
实验室作为超导中心的实体，在超导中心安排和指导下，很自然地成了国内超导项目的研究、实验结果的分析和检定及国际交流的一个基地．到1994年，批准在实验室进行的国内兄弟单位申请的课题达40余个，来实验室工作的国内外学者35名．我们和西北有色院、南京大学、北京大学等单位及所内研究人员合作，分别开展了材料工艺、超导机理、磁通点阵动力学、新材料（如C60）和结构分析等多方面的富有成效的合作．
我们在以我为主，平等互利，共同研究开发的原则下，在国际上开展合作．进一步发展自己的优势，达到交流学术思想，出高水平成果和培养高水平人才的目的．我们和瑞典、德国、英国、美国、日本、俄罗斯和法国等国家建立了合作关系，有人员交流和合作项目．已安排了美国、俄罗斯、德国和英国的访问学者在实验室进行短期和长期（半年以上）的合作研究．
实验室有定期的学术活动，并积极主办和参与主办国内外学术会议，起到了作为国家超导方面学术交流的基地的作用．
实验室将不断总结经验教训，学习借鉴其他重点实验室的经验，充分利用实验室现有条件和物理所综合优势，增添和改造必要的实验仪器和样品制备系统，加强学术积累和各类人员培养，特别是实验室领导班子的年轻化．发扬老一辈科学家的优良传统，发挥年轻人的聪明才智，安排好近、中、长期的研究课题，积极参与解决国家急需的任务．进一步加强开放，加强国际合作，为国内外优秀人才创造能发挥聪明才智的条件和机会，造就出优秀的人才，使实验室成为世界上该学科领域的一个有重要影响的实验室．为高温超导电性的学科研究上的新突破和产业化的发展，为我国四个现代化做出贡献．
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收起
