中国超导体研究取得新突破高压下镍氧化物现高温超导

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2024-07-18 11:09:30 每日经济新闻

中国超导体研究取得新突破

超导体因其巨大的应用潜力，一直是科学探索的热点，尤其是在寻找能承受更高温度的新型超导材料方面。近期，复旦大学物理学系赵俊教授的团队取得了重要进展，他们的研究发表在顶级科学期刊《自然》上。该团队利用高压光学浮区技术培育出高质量的三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品，证实了在镍氧化物中存在压力诱导的超导电性，超导体积分数高达86%。这一发现不仅意味着新一类高温超导体的问世，还揭示了这类材料中奇异金属特性及独特的层间耦合行为，为深入理解高温超导机制开辟了新路径。

中国超导体研究取得新突破

超导现象，即材料在特定低温下电阻消失并完全排斥磁场，拥有广泛的应用潜力，涵盖电力传输、医疗成像、高速交通乃至量子计算等领域。自1911年首次在汞中观察到超导性以来，科学家们长期认为超导仅能在极低温下发生。然而，1986年高温超导体的发现打破了这一认知，开启了超导研究的新纪元。尽管如此，高温超导的原理至今仍是一个未解之谜，吸引着全球科研人员持续探索。

中国超导体研究取得新突破高压下镍氧化物现高温超导

赵俊团队的工作聚焦于镍氧化物，这是基于镍元素与铜元素在元素周期表中的相邻位置，使得镍氧化物成为高温超导电性的潜在候选材料。尽管历史上镍氧化物的超导条件被认为极为严苛，但通过不懈努力，团队成功合成的La4Ni3O10单晶在特定压力下展现了零电阻和迈斯纳效应，超导特性显著，为后续探索超导材料的深层次机理与实际应用奠定了坚实基础。

中国超导体研究取得新突破高压下镍氧化物现高温超导

此外，该研究还强调了三层结构镍氧化物的特殊性，其内部的三明治式排列可能导致了与铜氧化物超导体不同的层间耦合机制，为研究自旋相关现象、电荷分布及超导配对等复杂互动提供了新的视角。这些发现不仅丰富了超导理论，也为未来开发更高性能的高温超导材料提供了重要线索。

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