奮起直追，尖端領(lǐng)域敢爭先

本報(bào)記者專訪我國超導(dǎo)電子學(xué)帶頭人吳培亨院士

10月17日至19日，由中國科協(xié)指導(dǎo)，江蘇、上海、浙江、安徽 “三省一市”科協(xié)和常州市人民政府共同主辦的第二十屆長三角科技論壇暨2023年江蘇科技論壇在常州溧陽市舉辦。論壇上，大咖云集。在眾多院士專家中，著名超導(dǎo)電子學(xué)家、中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院吳培亨教授吸引了記者的目光。在一上午的開幕式和專題報(bào)告中，吳院士一直認(rèn)真聽講，鮮有離席。吳院士長期從事超導(dǎo)電子學(xué)研究，尤長于超導(dǎo)電子器件的高頻(微波到太赫茲波段)應(yīng)用，是我國超導(dǎo)電子學(xué)界公認(rèn)的帶頭人，也是無線電物理國家重點(diǎn)學(xué)科(全國排名第一)的學(xué)科帶頭人。 揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?徐媛園

吳培亨是新中國培養(yǎng)起來的科技工作者，1961年畢業(yè)于南京大學(xué)物理系。那年他22歲，還是一名助教。

1973年，南京大學(xué)物理系根據(jù)本系的學(xué)科特點(diǎn)，選定弱電方面的超導(dǎo)電子學(xué)的研究，主要探索超導(dǎo)體的各種物理過程及其與電磁場相互作用的規(guī)律。吳培亨的基礎(chǔ)理論知識(shí)豐富，動(dòng)手能力強(qiáng)，參加這項(xiàng)研究工作后，逐漸成了主角。超導(dǎo)電子學(xué)在國外興起于上世紀(jì)60年代，之后許多國家已在混頻、檢測、參量放大等方面做了不少工作。南大物理系超導(dǎo)電子學(xué)的研究起步比國外整整落后了十年，但吳培亨和科研小組的同志自信心強(qiáng)，有強(qiáng)烈的使命感，決心在這個(gè)研究領(lǐng)域占有一席之地。于是，他們奮起直追。

他們的實(shí)驗(yàn)選擇了液氦溫區(qū)超導(dǎo)體制備超導(dǎo)器件、理論分析等方面的課題。經(jīng)過大家的努力，超導(dǎo)器件方面的“超導(dǎo)微波接受機(jī)”的研究最先取得突破。這臺(tái)接受機(jī)靈敏度高，能接受到太陽上三公分波段的信號(hào)。旗開得勝，這項(xiàng)成果榮獲了1978年全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。

超導(dǎo)體的研究，長期限于液氦溫區(qū)，從1911年算起，70多年，只從-269℃提高到-250℃。氦在自然界很少，制成液氦更困難，同時(shí)還要有保存、運(yùn)輸?shù)瓤量虠l件，成本太高。因此，整個(gè)超導(dǎo)領(lǐng)域在1985年前后，出現(xiàn)世界性的低谷，但他們一直沒有中斷研究工作。果然，超導(dǎo)體研究后來有了新的發(fā)展。在世界“超導(dǎo)熱”的競爭中，吳培亨及其小組以獨(dú)特的研究方式，在液氮溫區(qū)把超導(dǎo)電子學(xué)的研究推進(jìn)到一個(gè)新水平。

1987年4月5日，他們的研究工作在國產(chǎn)常規(guī)儀器上進(jìn)行，取得突破性的進(jìn)展。喜訊傳出，國內(nèi)外專家來信來電祝賀。這項(xiàng)成果得到了1990年國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。

他們不斷擴(kuò)大戰(zhàn)果，使超導(dǎo)電子器件的研究逐步推向?qū)嵱没桥嗪嘤趾涂蒲行〗M的同志開展了液氮溫區(qū)基波混頻器的研究。他們?nèi)砸钥蒲行〗M的集體優(yōu)勢，克服一個(gè)又一個(gè)困難，在1987年下半年完成了基波混頻器的研制任務(wù)，成功地用于接受高頻信號(hào)，可為通訊、雷達(dá)、射電天文提供關(guān)鍵性部件。這項(xiàng)研究屬國際首創(chuàng)。接著又研究成功諧波混頻器、自本振混頻器……2023年5月，南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院吳培亨院士團(tuán)隊(duì)張蠟寶教授等，研制出具有高時(shí)間精度的超導(dǎo)納米線X射線單光子探測器。

“科學(xué)家精神，第一是愛國?？茖W(xué)沒有國界，但是科學(xué)家有祖國。”吳培亨說，“第二是創(chuàng)新，包括學(xué)習(xí)繼承前人的成果，通過實(shí)踐檢驗(yàn)前任的成果是不是正確的。”吳培亨認(rèn)為，“黨叫干啥就干啥”“國家的需要就是我的志愿”是對(duì)愛國精神最好最直接的詮釋。

關(guān)鍵詞： 吳培亨 液氦溫區(qū) 超導(dǎo)體研究 太赫茲 時(shí)間精度