奮起直追，尖端領域敢爭先

本報記者專訪我國超導電子學帶頭人吳培亨院士

10月17日至19日，由中國科協指導，江蘇、上海、浙江、安徽 “三省一市”科協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，著名超導電子學家、中國科學院院士、南京大學電子科學與工程學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告中，吳院士一直認真聽講，鮮有離席。吳院士長期從事超導電子學研究，尤長于超導電子器件的高頻(微波到太赫茲波段)應用，是我國超導電子學界公認的帶頭人，也是無線電物理國家重點學科(全國排名第一)的學科帶頭人。 揚子晚報/紫牛新聞記者 徐媛園

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

1973年，南京大學物理系根據本系的學科特點，選定弱電方面的超導電子學的研究，主要探索超導體的各種物理過程及其與電磁場相互作用的規律。吳培亨的基礎理論知識豐富，動手能力強，參加這項研究工作后，逐漸成了主角。超導電子學在國外興起于上世紀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。南大物理系超導電子學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，有強烈的使命感，決心在這個研究領域占有一席之地。于是，他們奮起直追。

他們的實驗選擇了液氦溫區超導體制備超導器件、理論分析等方面的課題。經過大家的努力，超導器件方面的“超導微波接受機”的研究最先取得突破。這臺接受機靈敏度高，能接受到太陽上三公分波段的信號。旗開得勝，這項成果榮獲了1978年全國科學大會獎。

超導體的研究，長期限于液氦溫區，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，同時還要有保存、運輸等苛刻條件，成本太高。因此，整個超導領域在1985年前后，出現世界性的低谷，但他們一直沒有中斷研究工作。果然，超導體研究后來有了新的發展。在世界“超導熱”的競爭中，吳培亨及其小組以獨特的研究方式，在液氮溫區把超導電子學的研究推進到一個新水平。

1987年4月5日，他們的研究工作在國產常規儀器上進行，取得突破性的進展。喜訊傳出，國內外專家來信來電祝賀。這項成果得到了1990年國家自然科學獎。

他們不斷擴大戰果，使超導電子器件的研究逐步推向實用化。吳培亨又和科研小組的同志開展了液氮溫區基波混頻器的研究。他們仍以科研小組的集體優勢，克服一個又一個困難，在1987年下半年完成了基波混頻器的研制任務，成功地用于接受高頻信號，可為通訊、雷達、射電天文提供關鍵性部件。這項研究屬國際首創。接著又研究成功諧波混頻器、自本振混頻器……2023年5月，南京大學電子科學與工程學院吳培亨院士團隊張蠟寶教授等，研制出具有高時間精度的超導納米線X射線單光子探測器。

“科學家精神，第一是愛國。科學沒有國界，但是科學家有祖國。”吳培亨說，“第二是創新，包括學習繼承前人的成果，通過實踐檢驗前任的成果是不是正確的。”吳培亨認為，“黨叫干啥就干啥”“國家的需要就是我的志愿”是對愛國精神最好最直接的詮釋。

關鍵詞： 吳培亨 液氦溫區 超導體研究 太赫茲 時間精度