超导材料科学及应用中的基础问题研究课题开题报告VIP专享

项目名称： 超导材料科学及应用中的基础问题讨论首席科学家： 闻海虎 中国科学院物理讨论所起止年限： 2025.1 至 2025.12依托部门： 中国科学院一、讨论内容从总体上说本项目包括三个相互联系、相互推动的方面：（1）超导基础材料科学和物理问题讨论：包括新型超导材料探究和表征，超导重大科学前沿问题和限制应用的关键科学问题讨论，如非常规超导机理，磁通钉扎和磁通动力学问题；（2）有用超导材料基础科学问题：如钇钡铜氧涂层导体和二硼化镁超导体应用中的基础问题讨论；（3）超导结型器件的物理、工艺以及在应用中的基础问题讨论。新超导材料探究是基础，寻找到任何有重要科学意义或重要有用价值的新型超导材料都将大大促进超导科学技术的进展，为国家争得荣誉。而超导重大科学前沿问题和限制应用的关键科学问题讨论是根本。因为超导基础讨论无非有两个根本的目标：要么在基础科学方面有重大发现，促进科学本身的进展，要么解决限制应用的关键科学问题，促进应用的进展。只有根本问题解决了，才能谈到很好的应用。举例来说，上个世纪 50 年代创立的描述 II 类超导体的理论，即 Ginzburg－Landau 理论（2025 年获得诺贝尔物理学奖）很好地描述了II 类超导体的电磁场行为，人们根据这个理论预言了磁通线，混合态等重要概念，然后从实验上验证了它们的存在。在此基础上，人们制备出强磁场的超导磁体，进一步进展出高清楚度的核磁成像，超导托卡马克，高能加速器等等。假如没有 Ginzburg－Landau 理论从根本上认识到 II 类超导体的电磁规律，制备出强磁场超导磁体是不可想象的。因此第一个方向的课题极有可能获得重大原创性的成果。第一方向课题之间存在非常强的相互关联性。如发现科学上具有重要意义的超导体，往往会促进超导机理的认识。反过来，超导机理的新认识会促进寻找新型超导体。比如在竞争序超导体中，当竞争序被压制掉以后，超导温度会有所提高。人们可以根据这个特点去寻找新型的超导体。后两个方向是开展本项目讨论的最终目的，即要解决我国重大战略需求中的一些重要问题。为了解决我国未来能源（液氮温度储能，变电和输电等）和交通中（磁悬浮车）的突出问题，在众多的超导应用材料中，我们选择两个对未来应用普遍看好的核心材料，即钇钡铜氧涂层导体（所谓第二代超导带材）和二硼化镁超导体中的关键科学问题进行讨论，促进它们尽早产业化。另外，为了解决我国在未来先进医疗技术（SQUID 心磁仪，新型 MRI ...