走近院士｜张裕恒：挑战高温超导

　　张裕恒院士参与和见证了中国稳态强磁场在国际上从跟跑到领跑的跨越。

　　院士名片

　　张裕恒，1938年生于江苏宿迁。凝聚态物理学家，中国科学院院士，现任中国科学技术大学教授、博士生导师，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心首席科学家，多年来从事超导电性、巨磁电阻效应、低维物理研究。在高温超导研究中，他的判断实验解决了高温超导在强电应用中的难题，解决了超导相变后负霍尔系数达9年之久的困惑。在自旋电子学研究中，他澄清了两种极化子导电的争论，发现了两种导致从极化子到可变程跃迁导电的机制。在多孔硅和低维材料研究中，制备了发光强度强、不衰减、不蓝移的多孔硅。获国家自然科学二等奖1项，著有《超导物理》。

　　科学岛，合肥西郊一处风光清秀的胜地。一位位科技工作者犹如“侠客”藏身岛上，沉醉科学，潜心“修炼”。中国科学院院士张裕恒便是其中功力深厚、声望颇高的“大侠”，凭借掌握的超导电性等“绝学”，雄踞“科技侠”榜单前列。

　　上世纪初，科学家发现了在极低温度下具有零电阻等奇特性质的超导现象。经过几十年苦苦探寻，直到上世纪80年代，科学家才发现了液氮温度（77K，约-196℃）以上的超导体，于是全球迅速掀起了研究高温超导的热潮。

　　“高温超导中的‘高温’不是指几百几千摄氏度的温度，而是相对原来超导所需的超低温进行了温度大幅提升。 ”张裕恒解释道，“比如，从发电机发电到用户用电，这段输电距离能量要损失40%。由于超导材料几乎零损耗，如果把高温超导温度提高到室温，并应用到电力上，那将在世界范围内实现另一次工业革命。 ”

　　几十年来，张裕恒在高温超导电性研究领域不断突破。 “高温超导体微结构与超导电性的基础研究”荣获中国科学院自然科学一等奖；“过渡族金属氧（硫）化物的电磁行为研究”荣获国家自然科学二等奖。他于1992年编著的《超导物理》如今已推出第三版，作为精品教材引导成千上万学生踏上科研之路。

　　“为什么能够高温超导？我们目前还没有搞清楚其中的机制。研究从不超导到超导的过程，就必须用到强磁场。因为磁场强度越高，对物质特性的改变越大，发现新的规律、新的现象的几率也就越大。 ”作为中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心首席科学家，张裕恒全程参与了科学岛稳态强磁场实验装置的建设。这座“国之重器”，集成了国际领先的强磁场、超高压、极低温综合极端实验条件，为开展凝聚态物理、化学、材料、生物学、生命科学和微重力科学等学科的前沿研究提供了稳态强磁场实验平台，已成为国际五大稳态强磁场实验装置之一。

　　近年来，依托稳态强磁场实验装置，高温超导磁体及实用化超导材料的高场性能研究、高温超导机理、肿瘤发病机理和小分子药物作用机制研究等多个领域，取得了一系列重大成果。张裕恒自豪地说：“在建设稳态强磁场实验装置之前，我国的实验条件跟不上，很多研究实验不得不到国外去做。现在，不仅国内科学家可以利用强磁场开展研究，一些国外科研机构也慕名到合肥来做实验。 ”

　　耄耋之年的张裕恒，依然奋战在基础科学研究最前沿。在严谨的科研工作之余，他爱读金庸的武侠小说，尤其喜欢《射雕英雄传》中的“郭靖”，被其“侠之大者，为国为民”的情怀所折服。

　　“我们总有一些研究，暂时看不到有什么更大应用，但这些研究能奠定科学基础，对我国抢占世界科技前沿起到重大推动作用。”张裕恒说，“习近平总书记强调，要持之以恒加强基础研究。作为科技工作者要胸怀‘国之大者’，围绕国家重大需求，为解决‘卡脖子’技术难题夯实基础研究基座。 ”

　　张裕恒在磁性材料物理与器件实验室了解材料微纳加工实验的最新进展情况。

　　张裕恒长期致力于超导物理和材料科学研究。

　　张裕恒在实验室认真观察二维磁性材料表观形貌，对所需材料形貌进行判读。

　　耄耋之年的张裕恒，经常与青年学子分享科研心得。

　　张裕恒与青年科研人员交流拓扑磁学领域最新成果。