第十七屆全國超導學術研討會(NCSC2023)在西安召開

2023年10月20日～24日，第十七屆全國超導學術研討會在西安國際會議中心召開。會議由國家超導技術聯合研究開發中心主辦，西北有色金屬研究院、西部超導材料科技股份有限公司、西安萊特信息工程有限公司承辦。來自全國超導相關領域的13位院士、170多家單位的1000余名科技工作者、大學院校師生及企業工程技術人員參會，24家超導產業上下游相關企業參加展覽，會議設置1個主會場和5個分會，共計200余個報告，規模創歷史新高。全國超導學術研討會由國家超導技術聯合研究開發中心發起和主辦，是我國超導界2年一次的系列學術會議。

大會開幕式由大會執行主席、西北有色金屬研究院常務副院長李建峰主持，大會主席、南京大學教授陳健致開幕辭，中國工程院院士、西北有色金屬研究院院長張平祥致歡迎辭，中國科學院院士甘子釗、陜西省發改委副主任劉迎軍、西安市科技局局長李志軍、西安經濟開發區管委會主任賈強、西安國際港務區管委會副主任許曼分別致辭。

甘子釗院士致辭

陳健教授致開幕辭

張平祥院士致歡迎辭

李建峰副院長主持開幕式

1 鉆研基礎，把握材料，助力超導應用技術快速發展——大會報告概要

大會報告分別在10月21日上午和10月23日下午，分2個部分進行。10月21日上午進行了5場大會報告。其中，中國科學院等離子體物理研究所的萬元熙院士進行了題為“超導助力磁約束聚變的發展——磁約束核聚變發展現狀及未來展望”的報告。報告指出聚變能具有安全高效、清潔無碳、資源豐富等突出優點，是人類解決能源危機問題的有效途徑。超導托卡馬克裝置具備開展長脈沖穩態等離子體運行能力，超導磁體系統是實現兆安級、上億度等離子體復雜位形精確控制的核心，占主機預算1/3以上。等離子體物理研究所先后成功建造并運行了HT-6B和HT-6M常規托卡馬克裝置、HT-7超導托卡馬克裝置、EAST全超導托卡馬克裝置，并作為主要單位參與了ITER計劃，推動了我國低溫超導材料NbTi、Nb3Sn規模化制備和大型超導磁體技術的發展。聚變功率與場強的4次方成正比，高場磁體是未來聚變裝置的主要發展方向，等離子體物理研究所將努力推動下一代聚變堆的設計和建設，加速聚變能實用化進程。

中國科學院紫金山天文臺史生才院士進行了題為“超導與天文”的報告。報告指出，在超導誕生之初，人們就意識到微波光子信號探測是其重要應用方向之一，后續發展陸續實現了接近量子噪聲極限靈敏度的相干探測技術和背景噪聲極限靈敏度的非相干探測技術。上述2類超導探測技術在現代宇宙學和天體物理及天體化學觀測研究中正發揮著越來越重要的作用。另一方面，天文學近20年取得了若干重大突破，包括黑洞、引力波、系外行星等觀測。同時，報告還針對黑洞影像、宇宙生命起源、原初引力波及暗物質探測等重大科學驅動，介紹了超導探測技術的應用和發展趨勢、以及我國的太赫茲天文研究計劃。

中國科學院電工研究所王秋良院士進行了題為“高場超導磁體技術研究進展”的報告。王院士強調，高場超導磁體由于其能耗極低、結構緊湊、運行費用低，且產生的磁場具有高均勻度和高穩定度等優勢，在物質科學、材料科學、能源交通、生命科學、大科學設施及工業國防等領域具有重要前景，是各國爭相布局的急需戰略高技術。近年來高場超導磁體技術發展迅速，極大促進了其在多種領域的應用。報告聚焦高場超導磁體技術發展現狀，并結合其在高場核磁共振波譜儀、超高場磁共振成像、高場科學儀器等領域的重大應用進展，深入探討了高場磁體技術應用發展趨勢以及工程化應用前景。

中國科學院物理研究所金魁研究員進行了題為“發展薄膜技術推進高溫超導物理與應用”的報告。薄膜是銜接基礎與應用的橋梁。在超導領域，先進的薄膜工藝有效推進了基于界面和隧道結等超導物理的發展，也加速了超導芯片、超導帶材的實用化進程。報告介紹了金魁研究員團隊這些年通過發展薄膜技術在高溫超導物理和應用方面取得的一些階段性成果。重點包括：① 發展了新一代材料基因實驗技術，即連續組分外延薄膜制備與匹配的跨尺度表征技術。并將這項技術成功應用于2類高溫超導體系。② 在探索激光密度梯度成膜的高通量實驗過程中，發現多光束共沉積時光斑的調制能夠給大面積薄膜制備帶來意想不到的效果，進而走出了一條自主創新的技術路線，成功研制出國產三光束脈沖激光共沉積鍍膜設備，并制備出高品質實用化高溫超導薄膜，為直寫約瑟夫森結陣列奠定了基礎。

中山大學王猛教授作了題為“液氮溫區鎳氧化物超導體的發現”的報告。報告指出，非常規超導材料探索和機理研究是物理學中最重要的問題之一。目前主要的非常規超導材料包括重費米子超導體、銅氧化物超導體、鐵基超導體，其中銅氧化物超導轉變溫度最高，轉變溫度在液氮溫區。而鎳氧化物與銅氧化物具有相似的材料體系，其中+1價鎳離子與+2價銅離子具有相同的電子數，被認為可能具有超導電性。王猛教授課題組首次在具有雙鎳氧正八面體平面組成的鎳氧化物La3Ni2O7體系單晶樣品14 GPa壓力下發現了高達84 K的超導轉變溫度，其中鎳的價態為+2.5，超出此前理論預期。因此，該報告通過詳細介紹La3Ni2O7單晶樣品的生長方法、常壓下的物理性質以及高壓下的結構表征及超導電性的確認過程，提出鎳氧化物高溫超導體從磁性上看與銅氧化物和鐵基超導體有很大不同。液氮溫區鎳氧化物高溫超導電性的發現為非常規超導機理研究及材料探索提供了重要指引。

10月23日下午進行了6場大會報告。其中南京大學聞海虎教授進行了題為“漫談室溫超導”的報告。實現常壓下的室溫超導是超導界夢寐以求的事，但是最近幾年，不斷有關于常壓或低壓下室溫超導的報道，卻都被證實是假象或者不能重復。僅2023年就已經出現了2次影響較大的有關室溫超導的報道，并均引起轟動。該報告詳細介紹了2次事件的經過，以及國內外小組在證偽過程中做出的貢獻。最后，報告還從基礎物理的角度淺談了實現室溫超導的可能性及探索的可能途徑。

中國科學院近代物理研究所孫良亭研究員進行了題為“粒子加速器大科學裝置對超導磁體的需求及其挑戰”的報告。粒子加速器是研究物質結構、理解物質起源最重要的實驗裝置。隨著相關科研探索與應用研究的發展，粒子加速器總體向更高能量、更高流強、更高亮度、更精確的束流操控等方向發展，超導磁體作為粒子加速器的核心技術面臨著前所未有的挑戰，也使之成為各科技強國的核心競爭力與重點攻關研究的方向。報告結合國際上粒子加速器大科學裝置的發展與趨勢，給出更高磁場、更高勵磁速率超導磁體的發展需求及其挑戰。

南方科技大學俞大鵬院士進行了題為“高質量發展量子計算助力第四次工業革命”的報告。量子計算是挑戰人類操控微觀世界極限能力的世紀系統工程，有可能為第四次工業革命提供顛覆性算力支撐。因此，量子計算等相關量子科技已經成為國際強國間競爭的焦點，也成為了西方對我國進行全面技術封鎖、設備禁運和人員來往阻斷的高度限制領域，我國量子科技領域真正進入了“無人區”。報告深入分析了我國量子計算的發展現狀、面臨的挑戰與機遇，闡述了我國在量子計算領域的研究基礎和優勢，重點介紹了深圳國際量子研究院發展現狀尤其是近幾年取得的若干重大研究進展等。

中國科學院理化技術研究所羅二倉研究員進行了題為“超導用低溫制冷技術原理、系統及國內外進展”的報告。低溫制冷技術是超導應用的前提條件。報告首先介紹了獲得低溫的制冷技術方法及國內外研發進展，主要包括適用于強電超導電力、電磁系統冷卻(電力傳輸、高場超導磁體等)的大功率透平膨脹低溫制冷技術以及應用于弱電超導電力電子器件(超導濾波器、量子計算等)的微小型回熱式低溫制冷技術原理、關鍵技術以及系統研發進展、應用等，最后介紹了一些新型低溫制冷技術(如超音速制冷、熱卡固態制冷、激光制冷等)的最新研究進展及發展趨勢。

萬元熙院士作大會邀請報告

史生才院士作大會邀請報告

王秋良院士作大會邀請報告

俞大鵬院士作大會邀請報告

北京大學王健教授進行了題為“二維超導體中量子相變和新量子態研究”的報告。量子材料與量子相變是凝聚態物理與材料領域的研究熱點。作為一種新奇的超導-金屬相變現象，量子格里菲斯奇異性揭示了淬火無序在量子相變中的重要作用。王健教授課題組在Ga薄膜上發現了量子格里菲斯奇異性，并相繼在處于垂直場條件下的不同二維超導體中均發現了該現象。這表明了量子格里菲斯奇異性的普遍性。這方面的研究將改變研究人員對超導體-金屬轉變的理解，并且可能改變量子相變的相圖。另一方面，配對密度波是一種庫伯電子對的動量不為零的特殊超導態。在成功制備高臨界溫度單分子層Fe(Se，Te)超薄薄膜的基礎上，王健教授課題組報道了利用掃描隧道顯微鏡在Fe-Fe方向疇壁上觀測到的新型配對密度波態，該發現為研究配對密度波及其與拓撲電子態和非傳統高溫超導體之間的相互作用提供了一個很好的低維材料制備平臺。

西部超導材料科技股份有限公司閆果副董事長進行了題為“實用化超導材料制備與強電應用研發進展”的報告。報告指出，基于超導材料所具有的常規材料不具備的零電阻、完全抗磁性等宏觀量子現象，使得超導材料在強電應用領域具有巨大的潛力。但是，盡管目前已經發現了上萬種超導材料，可實現實際應用的超導材料種類并不多。目前國內已實現了低溫超導材料的產業化，制備技術達到了國際領先水平，而高溫超導材料制備技術也取得了許多重要的突破，許多材料性能都滿足了實際應用的需求。超導強電應用技術，可實現常規技術無法實現的超強磁場、大容量輸電儲能等諸多顛覆性應用，一直是國際高技術競爭前沿。報告分析了國內外強電用超導材料的發展現狀和發展趨勢，報道了我國自主開發的面向不同強電應用需求的超導材料研發進展，提出了強電用超導材料與應用技術協同發展的建議。

2 從微觀到宏觀，超導物理指引超導新方向——超導物理與新型超導體分會

超導物理與新型超導體分會于10月21日～23日同步舉辦，邀請了包括中國科學院物理研究所、中國科學院合肥物質科學院、清華大學、北京大學、南京大學、中國科學技術大學、上海交通大學、西安交通大學、中山大學、吉林大學、上海科技大學、西湖大學、安徽大學、北京高壓科學研究中心等全國知名院所專家，對籠目超導體、氧化物和合金超導體、鐵基超導體、奇異電子態和調控、高壓下的超導體、拓撲和低維超導體、銅氧化物超導體進行了深入的研究和探討。采用理論分析和先進的表征技術相結合的方式，為發現新型超導材料，明晰高溫超導機理提供更加深入的理論支撐。

分會邀請了中國科學院物理研究所金魁研究員、羅會仟研究員，安徽大學單磊研究員，中國科學技術大學應劍俊教授，上海科技大學齊彥鵬教授等國內知名專家學者擔任主持人，分會20位邀請報告人和27位口頭報告人分別就各自研究領域進行展示。會上中國科學技術大學張裕恒院士、南京大學聞海虎教授等專家學者和報告人開展討論。此次分會不但報告了國內超導物理研究方向和進展，同時為超導同行們提供了一次學術思想上的碰撞。

3 超導材料助力超導產業蓬勃發展——實用超導材料與磁通動力學分會

從發現超導現象開始到目前，人類已經發現了上萬種的超導材料，而實用化的超導材料較少，包括以NbTi和Nb3Sn為代表的合金超導體、以YBCO和BiSrCaCuO為代表的銅酸鹽超導體，以及近年來發現的MgB2和鐵基超導體等。目前超導材料已經廣泛應用于可控核聚變、超導感應加熱裝置、超導限流器、超導電纜、超導磁體和超導磁懸浮等實際應用中。未來超導材料將會在超導儲能、緊湊型聚變和加速器等大科學裝置中發揮巨大的作用。

10月21日，實用超導材料與磁通動力學分會開幕。分會代表來自北京工業大學、中國科學院電工研究所、上海交通大學、西南交通大學、東北大學、復旦大學、南昌大學、上海超導科技股份有限公司、上海上創超導科技有限公司、東部超導科技(蘇州)有限公司、西部超導材料科技股份有限公司、西安聚能超導線材科技有限公司、西北有色金屬研究院、核工業西南物理研究院、西安理工大學、浙江大學、西北工業大學、天津理工大學、陜西師范大學、上海大學、西安航空學院和北京航空航天大學。分會圍繞REBCO超導材料，鐵基超導材料，低溫超導和二硼化鎂，強場用超導材料，磁通動力學和REBCO塊材等領域的相關問題作報告。

4 超越磁力的未來：探索超導磁懸浮、磁體設計與應用的前沿——超導電工學應用分會

超導應用技術，作為現代實用科學的核心領域之一，一直在引領我們突破物質限制，開創前所未有的未來。在過去數十年里，超導技術經歷了驚人的發展，從最初的磁懸浮列車擴展到醫療磁共振成像、風力發電機組以及科學研究設備等多個領域。這一技術的不斷完善為我們創造了更高效、更環保和更具創新性的解決方案。特別是在超導磁體的設計和應用方面，其在核磁共振成像、粒子加速器、磁控聚變等領域的成功應用尤為引人注目。超導材料和制造工藝的不斷改進使磁體更緊湊、更高效，同時降低了能源消耗。這將進一步推動交通、醫療、科學研究和能源生產等領域的創新，為我們打開通往更可持續和高效未來的大門。超越磁力的未來已經拉開帷幕，我們正置身于一個充滿機遇的時代，繼續引領前沿，開創新的奇跡。

本屆超導電工學應用分會召集人為張國民、鄭軍、秦經剛、徐慶金、馬光同、李超6位教授，會議邀請了來自中國科學院電工研究所、中國科學院等離子體物理研究所、天津大學、華中科技大學、中國科學院理化技術研究所、四川大學、北京航空航天大學、中國科學院高能物理研究所、中國科學院強磁場中心、中國船舶第七一二研究所、華北電力大學、湖南大學、上海交通大學、中車長春軌道客車股份有限公司磁浮研究所、張江國家實驗室、中國科學院深圳先進技術研究院、合肥綜合性國家科學中心能源研究院等單位的23位專家作了邀請報告，會議圍繞著超導磁體設計分析與應用、大科學裝置、超導磁體關鍵材料與工藝、超導電力及超導磁浮與磁共振等主題展開。

超導電工學應用平行分會，邀請了西南交通大學馬光同教授、中國科學院深圳先進技術研究院李燁教授、清華大學顧晨教授、西安聚能超導磁體科技有限公司李超總經理、中國科學院理化技術研究所黃榮進研究員、北京交通大學馬韜教授等專家擔任主持人，來自國內知名院所的9位專家進行了邀請報告，對行業的發展和研究現狀進行了詳細的論述，并介紹了相關超導磁體、磁懸浮、磁共振技術設計、研發和測試的相關進展。參與人員對超導磁懸浮系統研究進展、勵磁過程的動態仿真模型、超導電磁場數值計算方法及多場耦合行為等研究進行了討論和交流。

5 弱電不弱，量子特性引爆信息技術革命——超導電子學應用分會

超導電子學以超導體的零電阻特性和完全抗磁性為理論基礎，以超導微觀理論和超導約瑟夫森效應為核心。基于超導電子學發展出來的超導量子干涉器件、超導單光子探測器、超導集成電路、超導參量放大器等多種新型器件被廣泛應用于天文觀測、地質勘探、量子信息技術、生物醫藥科學學等前沿領域。

超導電子學分會于10月21日～23日同步舉辦，中國科學院上海微系統與信息技術研究所尤立星、中國科學院物理研究所孫亮、南京大學趙清源、西安交通大學劉海文、北京大學張焱5位教授擔任召集人。分會共邀請了44位來自國內知名高校和研究所的專家學者就微波、太赫茲、光子探測、數字電路、磁探測、量子比特、新型器件等相關領域作報告。

6 超導測試平臺自主研發，助力技術標準更新迭代——低溫制冷/超導測試與標準分會

10月21日，低溫制冷/測試標準與技術分會開幕，包括中國科學院上海微系統與信息技術研究所、中國科學院等離子體物理研究所、蘭州大學等全國知名院所和上海上創超導科技有限公司、北京原力辰超導技術有限公司、上海超導科技股份有限公司等企業的多位專家對制冷技術、超導材料性能的測試技術和標準進行了深入的研討。在國內相關院所和企業的支持下，超導材料測試標準的建立和測試技術的提升已經取得了一系列進展。關于制冷設備、超導材料性能表征系統的自主研發方面實現了重要突破，核心部件實現了高度國產化，在測試精度、便捷性方面達到了國際先進水平。

分會邀請了中國科學院等離子體物理研究所劉華軍研究員、合肥國際應用超導中心謝義元高級工程師、清華大學瞿體明副教授等專家擔任主持人。12位知名專家進行了邀請報告，并開展了13場口頭報告，對行業的發展現狀進行了詳細論述，介紹了相關超導測試平臺設計、研發和搭建進展以及制冷技術的發展等。參與人員對超導材料臨界電流測試方法、n值測量、均勻性表征、數值模擬模型構建和制冷機氣/熱耦合特性等有關技術進行了探討。

(西北有色金屬研究院 張勝楠、馮建情、羅巧梅、師江濤、邵柏淘、張蕊、郅磊、郝梓焱、張雨明 供稿)