沈保根：中关村里的磁性材料专家

沈保根：中关村里的磁性材料专家

2016年09月10日 18:31:34 浏览量: 来源:嘉兴日报 作者:陈 苏 吴哲豪

　　【院士名片】  

　　沈保根，1952年9月1日出生于平湖。中国科学院物理研究所研究员、博士生导师，中国科学技术大学物理系主任。长期从事磁性物理学和磁性材料的研究工作，国家杰出青年科学基金获得者，国家“973计划”首席科学家。曾获香港求是杰出青年学者奖，中国物理学会叶企孙物理奖，国家自然科学奖二等奖，何梁何利科学与技术进步奖，陈嘉庚技术科学奖等。2011年当选为中国科学院院士。 

　　沈保根院士在母校平湖中学为师生作报告

　　今年7月20日，沈保根院士在中科院物理所与嘉兴青少年科学营学生进行交流

　　在中科院实验室，沈保根向“嘉兴院士”采访人员介绍科研工作

　　北京中关村，是个神奇的地方。不同的人带着不同的理想，自天南海北汇集于此。穿过熙熙攘攘的中关村大街，向东，是一块僻静之地，中国科学院物理研究所坐落此处，闹中取静。 

　　沈保根已在物理研究所工作了近40年，64岁的他，在两院院士中还是“年轻人”。 

　　离乡40多年，他乡音未改，面对来自家乡的我们，他谦逊随和。他对科研的执著和痴迷，让人印象深刻。 

　　在别人研究基础上，往前走了一点  

　　2014年6月，沈保根以“新型镧铁硅巨磁热效应材料的发现和机理研究”获陈嘉庚技术科学奖。陈嘉庚技术科学奖每两年评选一次，每次最多产生一个奖项。  

　　创新，是沈保根几十年科研生涯的关键词。他认为，从事科学研究，一定要有自己的学术思想，做创新的研究工作，出创新的研究成果。“我们做物理学研究的，要学习别人的优点，但不能跟着别人走。” 

　　20世纪90年代初，沈保根开始带博士生，需要选择研究方向，他选择了磁热效应(编注:当磁场增强或减弱时，材料在相变过程中发生放热或吸热的物理现象)新材料研究。当时，寻找大磁热效应的磁制冷材料，是世界各国研究的热点。 

　　不过，要想做出有创新的成果，不是易事。怎样找到新的大磁热效应材料，一直是沈保根和他的研究团队苦苦思索的问题。经过对多种类型化合物理论和实验分析，他们最终决定从具有一级相变的1:13型镧铁硅稀土—过渡族化合物着手，探索新型磁热效应材料。 

　　然而，低硅含量的1:13型镧铁硅化合物很难合成，常规条件下没有这种材料。“我想，常规不存在，那亚稳态合金能否存在呢?”沈保根和他的学生开始了艰难的探索。当时的学生、现在的同事胡凤霞还记得，材料合成，炼料就炼了好几十个样品。

　　最终，他们成功合成出了低硅含量亚稳态镧铁硅化合物，发现了一级相变镧铁硅化合物在其相变温度附近显示出巨大的磁热效应，室温磁熵变值超过传统材料稀土钆的两倍。  

　　“新材料发现以后，我们对稀土—过渡族化合物的晶体结构、相变、磁性和磁热效应作了系统研究，阐明一级相变体系中磁热效应的物理机制，澄清了Nat. Mater.Phys. Rev. Lett.等杂志所报道的某些材料具有超大磁熵变的错误，给出了相分离体系磁熵变的表征方法。”  

　　镧铁硅基化合物是国际上最受重视的三类磁制冷材料之一，也是国际上磁热效应研究的新方向，沈保根的这项研究成果，为磁制冷技术的发展提供了技术支撑，成为他最引以为傲的研究成果之一。  镧铁硅基化合物大磁热效应的发现，得到了国际同行的广泛关注，国内外先后有120多个实验室相继跟踪这方面的研究。沈保根团队的代表性论文被引用660余次，是80多年来国际上发表的磁热效应论文中被引用次数最多的6篇文章之一。  沈保根的研究工作始于20世纪70年代。参加工作不久，他就参与了非晶态合金的结构弛豫和晶化动力学研究。这是他从事科研最初的研究项目。那时的实验条件非常简陋，测试设备多数靠科研人员自己动手制作，有时为了测量一条实验曲线，要连续盯上好几天，甚至晚上都没法睡觉，全靠手工记录。但沈保根对科研产生了浓厚兴趣。“非晶态合金晶体结构是无序的，研究这类材料，往往能发现物理上的新现象，这对我来说是最有意思的事情。” 

　　那时，沈保根干脆把宿舍搬进了实验室里，不分白天黑夜，埋头做他的实验。经过两年多的艰苦努力，他终于完成了平生第一个研究工作，并在国际磁学专业杂志上发表了论文。 

　　1985年，沈保根的研究工作得到了德国科学家的好评，并获得了德国洪堡奖学金(编注:洪堡基金会支持外国科学家和博士毕业生在德国工作，选拔的唯一标准是学术水平)。1986年，他前往德国鲁尔大学，在国际著名磁学专家麦斯菲尔教授指导下，开展快淬稀土永磁材料的研究。  那时，他真正接触到了学科国际前沿领域，了解了与国内不同的研究方法和思路，学会了独立选择课题、确定研究方向。 

　　他在德国的稀土磁性材料研究，在国防和民用领域用途广泛。“做出性能好的材料，需要有很好的想法，最为关键的问题是要清楚材料的矫顽力机理。”沈保根深入研究了快淬稀土—铁基永磁材料的反磁化过程，分析材料的微结构、畴结构与永磁性能的关系，终于成功制备出新型高性能铁基纳米晶稀土永磁材料，成为国际上最早获得纳米晶复相稀土永磁材料的研究者之一。 

　　回国后，他继续从事稀土—过渡族化合物和快淬稀土永磁材料的研究工作，成功合成出了结构稳定、高居里温度、强单轴各向异性的稀土永磁新材料，深入研究了间隙和替代原子对稀土—过渡族化合物结构与磁性的影响，为新型稀土永磁材料的研制提供了理论基础和技术途径。 

　　他的工作得到了国际同行的肯定，主要研究成果被国际著名磁学专家的8本磁学专著收录和引用。对此，沈保根却说:“做事不能为出名，只要做自己感兴趣的事就行。上学时，我对读书感兴趣。工作后，我对科学研究感兴趣。我们从事的物理学研究，做的基本上都是前瞻性的工作，不是今天研究、明天就能用，往往是对科学问题的认识。我做的事不多，只是在别人研究的基础上往前走了一点。但我认为，要做，就要做些能被记载下来的东西，不能跟着别人走。”