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朱經武 教授

1941年出生於湖南。1962年畢業於成功大學物理系。1965年在美國Fordham大學取得物理碩士學位。1968年在美國加州大學聖地亞哥分校獲得物理博士學位。1968年至1970年任職於貝爾實驗室。1970年獲聘任教於克里夫蘭州立大學物理系,擔任助理教授。1975年升任為正教授。 1979年轉往休士頓大學物理系任教至今。他曾先後在貝爾實驗室、洛薩莫斯國家實驗室、阿岡國家實驗室、馬歇爾太空飛行中心、和杜邦公司擔任顧問或訪問研究人員。

朱教授在加州大學聖地亞哥分校攻讀博士學位時,即跟隨著名物理學家Bernd T. Matthias研究超導現象。他離開加大後,仍然專心致力於超導領域的研究。1987年一月,朱教授和他的學生吳茂昆(現為中央研究院院士,清華大學物理系教授)共同發現93K的釔鋇銅氧化物超導體,轟動全世界,帶動了研究高溫超導體的持續高潮。最近他又將超導體的溫度推升到164K的新紀錄。目前他除了繼續超導研究外,另跨及磁性和電性的基礎和應用研究領域。朱教授至今已在多種有審查制的學術期刊上,發表了四百多篇論文。
朱教授所獲的學術榮譽可列舉一長串,
其中重要者如下:

.1987年紐約科學院數理科學獎;
.1987年NASA科學成就獎;
.1988年美國國家科學獎章;
.1988年美國國家科學院
    Comstock獎;
.1988年美國物理學會
    新材料國際獎;
.1988年當選中央研究院院士;
.1989年世界文化協會
    科學成就獎;
.1989年當選美國國家科學院
    院士;
.1990年德州儀器創始人獎;
.1990年St. Martin de Porres獎;
.1994年超導研究世界聯合會
    科學傑出成就獎;
.1996年中國科學院外籍院士。

自1987年至今,朱教授一直擔任德州超導研究中心主任,及休士頓大學T. L. L.Temple科學講座教授。

 
液氮溫度以上的超導體-期所未期

【下文為朱教授親自撰寫的英文摘要,文末有一段感人的敘述,特譯為中文,以饗讀者。】

對於電的傳導、水的流動、或是汽車的行駛,自然界的規則是遵循最小阻力的路徑。如果我們在製造和使用器材時,能遵循這條路徑,我們將可節能省力,減少環境的惡化,最終將可改善我們的生活水準。不幸的是,自然界不會輕易地告訴我們最小阻力的路徑。

上述的路徑之一是零阻力-超導體,即導電時沒有電阻。1911年海克.凱末林.翁內斯(Heike Kamerlingh Onnes)利用液態氦將水銀冷卻至4K時,首次發現了超導現象。在這個溫度,稱之為超導轉變溫度TC,他觀察到水銀的電阻突然消失,導電時沒有能量損失。這個現象立即引發對科學理論的挑戰以及在技術上的潛在應用是顯而易見的。在其後的數十年間,超導體的發現攫取了科學家和技術研究人員的想像力。有許多金屬合金和化合物的超導體陸續被發現,但是它們的TC都沒有超過23K。有許多超導體的應用也曾經被展示過。1957年約翰.巴丁(John Bardeen)、力昂.古柏(Leon Cooper)、和羅伯.薛力佛(Bob Schrieffer)三位學者共同發展出一套詳盡的微觀理論,極佳地解釋了金屬和其化合物內超導性質的成因。儘管超導體在技術應用上有很大的潛力,但是這些低TC的超導材料,使得大規模的商業應用不切實際。同時,理論預測最高的可能超導轉變溫度不會超過三十幾度K,這樣的溫度仍然須要使用稀少而且昂貴的液態氦來冷卻才能達成。結果超導體的研究工作在1986年時幾乎完全停頓下來。

1986年本多士(Bendorz)和謬勒(M?ler)在摻有鋇的鑭銅氧化物中測到了超導性,創下了35K的TC新紀錄,扭轉了超導研究的局勢。這種材料是極為異類的,因為氧化物一般是絕緣體,不會導電,更別提是超導體了。在仔細檢查這個化合物後,我們相信獲致更高的TC是有可能的。幾個月後,在 1987年吳茂昆和我,兩位在台灣生長的物理學家,以及幾位工作同仁,顯示在三十幾度K以上的超導溫度是有可能的,甚且在釔-鋇-銅氧化物(簡稱為 YBCO)看到了93K的超導溫度。為達到這個溫度,只要把YBCO浸在液態氮中,就可使它轉變成超導狀態。液態氮不僅存量豐富而且便宜。這個研究成果觸發了全世界研究人員尋找其它超導氧化物的一陣熱潮,企圖揭開高溫超導的物理奧秘,並且嘗試發展高溫超導元件。在過去的十三年間,高溫超導科學和技術在各方面有很大的進展。即使有這樣的可觀成就,一個全面的微觀超導理論仍然尚未發展出來,實際的商業化應用也仍然未能達成。

高溫超導的發展歷史在某種程度看來,像似科學和技術發展歷史的縮影。這其間須要無可取代的辛勤流汗工作,廣泛的物理、化學、材料、和數學的知識,眼光,決心和毅力。科學上的發現有時也需要運氣。科學追尋之美就是使人能奢侈地享受「期所未期」(to expect the unexpected)。我自覺極為幸運能有良好的教育(在台灣和在美國),在合適的地方和在正確的時機,親眼目睹揭開了當代物理學中最激動人心的發展之一,也扮演了其中的一名角色。對此,我永遠感激孕育我成長的故鄉和那些助我美夢成真的人們。我將和你們分享這一篇不尋常的高溫超導體史詩。我也要點出在這令人興奮的超導體領域中,一些橫梗在前的挑戰。


 


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