約翰內斯·格奧爾格·貝德諾爾茨(德國物理學(xué)家,發(fā)現陶瓷材料中的超導電性)
約翰內斯·格奧爾格·貝德諾爾茨(Johannes Georg Bednorz,1950年5月16日-),德國物理學(xué)家,因在發(fā)現陶瓷材料中的超導電性(高溫超導)所作的重大突破,與卡爾·亞歷山大·米勒共同獲得1987年的諾貝爾物理學(xué)獎。
人物生平
1950年5月16日,貝德諾爾茨出生在德國北萊茵-威斯特法倫州的諾因基興,有一個(gè)姐姐和兩個(gè)哥哥,父親是小學(xué)老師,母親是鋼琴教師,他們在貝德諾爾茨小時(shí)候曾引導他學(xué)習古典音樂(lè ),但他卻不喜歡練習鋼琴,而是幫他的哥哥們修理摩托車(chē)和汽車(chē),展現出他的動(dòng)手實(shí)踐能力。貝德諾爾茨對自然科學(xué)的興趣起源于學(xué)習化學(xué),而不是物理,物理更偏向于理論,而在學(xué)習化學(xué)中,他可以自己做實(shí)驗,充分發(fā)揮動(dòng)手能力。
1968年,貝德諾爾茨開(kāi)始在明斯特大學(xué)學(xué)習化學(xué),但卻在大課授課的氣氛中感到失落,他很快換專(zhuān)業(yè)到礦物學(xué)中的晶體學(xué),基于化學(xué)和物理之間。
經(jīng)導師的安排,貝德諾爾茨在1972年去IBM公司的蘇黎世研究實(shí)驗室進(jìn)行為期3個(gè)月的夏季交流學(xué)生,前往瑞士對他來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的決定。在那里,他在卡爾·亞歷山大·米勒領(lǐng)導的部門(mén)工作,學(xué)習了晶體生長(cháng)的不同方法、材料特性和固體化學(xué),他很快感受到實(shí)驗室中的自由,學(xué)會(huì )用自己的方法解決新問(wèn)題。1973年再一次前往蘇黎世交流后,1974年又到蘇黎世附近的Rüschlikon,完成了關(guān)于晶體生長(cháng)和SrTiO3特性的碩士論文中的實(shí)驗部分。鈣鈦氧化物是亞歷山大·米勒的研究方向,他建議貝德諾爾茨繼續在這類(lèi)材料上做研究。
貝德諾爾茨1976年碩士畢業(yè)后回到明斯特,1977年加入了瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zürich)的固體物理學(xué)研究所,開(kāi)始攻讀博士學(xué)位,導師仍舊是亞歷山大·米勒。貝德諾爾茨在完成對鈣鈦氧化物CaTiO3型晶體生長(cháng)的結構、導電特性和極化特性等的研究后,于1982年獲得博士學(xué)位,并加入IBM公司。
主要研究
自從超導電性被發(fā)現以來(lái),超導技術(shù)有被廣泛應用的潛力,但是由于超導轉變溫度太低,需要昂貴的液氦設備,科學(xué)家們努力探索提高超導轉變臨界溫度的途徑,對高臨界溫度超導電性(高溫超導)的探索成為凝聚態(tài)物理學(xué)的一個(gè)重要課題。
貝德諾爾茨與卡爾·亞歷山大·米勒緊密合作開(kāi)始于1983年對高臨界溫度的超導氧化物的系統研究,1986年獲得重要發(fā)現。他們在陶瓷材料中發(fā)現超導電性,鋇鑭銅氧化物(BaLaCuO或LBCO)的臨界溫度是絕對零度以上33度(即33開(kāi)爾文),這在當時(shí)是臨界溫度的最高紀錄,高出前一紀錄12開(kāi)爾文。這一發(fā)現對全球許多新型超導材料的研究起到了突破性的作用,最終超導轉變溫度達到135開(kāi)爾文。
所獲榮譽(yù)
1986年Marcel Benoist獎
1987年諾貝爾物理學(xué)獎
1987年Fritz London紀念獎
1987年Dannie Heineman獎
1987年Robert Wichard Pohl獎
1988年惠普歐洲物理獎
1988年APS國際材料研究獎
Minnie Rosen獎
Viktor Mortiz Goldschmidt獎
Otto Klung獎
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