上海市高温超导重点实验室
1、实验室建设背景和愿景 重点实验室以上海大学的物理学(国家一级学科博士点、物理学博士后流动站)为依托；以上海大学材料科学、机械自动化学科为支持(国家一级博士点、博士后流动站，其中钢铁冶金、机械电子工程为国家重点学科), 联合上海上创超导科研有限公司共同建设。力争在机制上创新, 实现基础研究和技术应用精密结合, 相互促进。将以社会需要为牵引,开展学科交叉、技术开发和广泛的产学研活动, 推进科技成果向企业有效转移. 重点实验室充分利用学校、政府和企业等多方面的资源，建立良好的协同创新机制。建设上海及长三角地区的高温超导公共服务平台，为企业与社会提供超导器件设计和性能检测服务；同时，注重科研和产业人才的培育，为我国超导产业提供知识库和人才库。 2、主要活动内容 以上海大学超导专业领导的实验室和上海上创超导科技有限公司高温超导材料产业化平台为核心，开展高温超导领域的科学问题研究、产业技术攻关、专业人才培育，为社会提供各类服务。强化产学研、创新机制和国际化战略，建设一个具有国际水准的上海市重点实验室，具体活动内容包括如下几个方面： （1）科学研究与创新能力：在高温超导领域，梳理基础物性和前沿科学问题，组织承担国家级科研任务。围绕实用超导材料，重点开展高温超导的机理与低维特性研究，明确电子结构相图和配对机制。进行超导材料的组分、结构和物理性能的表征，进而通过材料设计，优化超导材料性能。 （2）产学研与技术转移：瞄准高温超导产业和应用需求，开展工程应用中的重大关键技术问题，包括：高温超导体的晶界弱连接和磁通钉扎、高温超导体的高效成材、运行环境下的服役行为等。形成具有自主知识产权的实用高温超导材料的核心技术，包括高温超导薄膜的外延生长和高效制备技术等。通过研究成果转移，为上海市乃至全国的高温超导战略性新兴产业服务。 （3）队伍建设和人才培养：引进和培养国家级高温超导学术带头人，在实用材料、基础物性、材料设计、应用器件等四个方面建设由不同职称人员所构成的学术梯队；注重培养高温超导这一战略性新兴产业急需的研发和技术人才（包括博士生、硕士生和工程师等）。 （4）学术交流与国际合作：从美国橡树岭国家实验室、德国马普所、中国科学院等国内外著名超导研发单位，邀请国际一流专家进行讲学或科研合作；同时鼓励中青年学者赴国外进修，增强国内外影响力。 （5）专门实验室与平台建设：围绕建设高温超导专门实验室，加强校内学科交叉，建成资源共享的超导性能测试和产学研用的基础平台；形成一个对外服务产业、对内服务学生的科技创新平台。 通过上述几方面的建设，我们将凝聚一流专家学者，建成国内领先的高温超导科学研究和人才培养基地；向国家级重点实验室方向发展；在高温超导及其低维特性研究上，可望发现新型非常规超导体及其奇异现象，获得原创性成果，争取国家级重大奖项；在高温超导材料产业化方面，攻克关键制备技术，推动上海高温超导产业发展和技术进步，保持现已形成的全国领先地位，促进向世界先进水平发展。 3、研究方向和关键问题 我们瞄准高温超导产业和应用需求，对高温超导领域的基础性科学问题和关键共性技术进行凝练，梳理出四个有基础、有特色的研究方向：实用材料、设计与性能表征、基础前沿和应用器件等，它们之间既有相互支撑的依赖关系，又有相互牵引的导向作用。 方向一、实用高温超导材料及其服役行为 本方向将紧紧围绕国家及地方重大关键技术问题的基础与应用需求，开展超导薄膜及其异质结的弱连接和磁传输特性的研究，以及实用氧化物超导材料在运行环境和特种条件下的服役行为研究。 （1）高温超导带材产业化关键技术 （2）高温超导带材和块材的成材机理和电磁特性 （3）高温超导材料强电应用中的服役行为 方向二、超导材料的设计与表征 材料的组分、结构和物理性能的表征及其三者的关系是从材料基础性物理机制的认识到实用材料制备与器件性能和可靠性服役行为的基础，更是新材料设计、性能预测和优化的前提。以此为出发点，开展如下方面科技攻关: （1）超导材料化学组分、电子态结构和磁热相图 （2）超导材料改性、优化设计和新体系探索 （3）超导材料的多尺度结构及物性分析与表征 方向三、高温超导的机理与低维特性 高温超导体属于强库仑关联体系，其导电过程主要基于二维的铜氧面电子态跃迁；如何正确刻画相应相图和配对机制是超导领域的前沿科学问题。本方向将开展如下三方面的工作。 （1）高温超导的基础物性和前沿问题 （2) 超导磁通钉扎效应与多能级体系量子调控 （3）超导电子态与量子相变研究 方向四、超导应用器件的仿真与可靠性 本方向将瞄准国家及地方重大科学技术及工程示范，开展超导电力应用器件的仿真设计和电磁计算，检测和验证器件运行的可靠性。 （1）超导电力应用器件的仿真设计和电磁计算 （2）超导材料与器件强电应用中的可靠性 （3）超导材料的性能检测和标准化建设
