AI导读:

我国科学家在高温超导领域取得重大突破,成功在常压环境下实现镍氧化物材料的高温超导电性,超导起始转变温度突破40开尔文,观测到“零电阻”和“抗磁性”特征,为高温超导机理的科学难题提供全新突破口。

成功!在试验了1000多片样品后,研究团队最终获得了常压下的超导电性!他们通过精密的电磁输运测量,观测到了零电阻与抗磁性,确认了高温超导电性的存在!这一发现标志着我国科学家在高温超导领域取得了重大突破。

2025年2月18日,由南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合组成的研究团队,在国际顶级学术期刊《自然》线上发表了其研究成果。该团队在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性,超导起始转变温度突破40开尔文(K),相当于零下233摄氏度,观测到“零电阻”和“抗磁性”的双重特征。这一成果使镍基材料成为继铜基、铁基之后的第三类在常压下突破40K“麦克米兰极限”的高温超导材料体系,为解决高温超导机理的科学难题提供了全新突破口。

超导现象自1911年被发现以来,一直是国际科学界的重要研究方向。传统超导体的超导最高转变温度为40K,即“麦克米兰极限”。此前,仅有铜基和铁基两类材料的超导转变温度突破了这一极限,被称为高温超导体。然而,高温超导机理复杂,科学家探索近40年仍未完全破解。

镍基超导材料近年来备受关注。然而,实现常压高温超导一直是全球科学家的难题。为此,南方科技大学校长、中国科学院院士薛其坤与南方科技大学物理系副教授陈卓昱率领的研究团队,经过3年的持续攻关,自主研发了“强氧化原子逐层外延”技术。这项技术能够在氧化能力极强的条件下实现原子层的逐层生长,并精确控制化学配比,为氧化物薄膜外延生长技术带来了重大突破。

研究团队将这项技术应用于镍基超导材料的开发中,成功构建出厚度仅几纳米的超薄膜。特别是在极强的氧化环境下,通过界面工程实现了“原子铆钉术”,固定住了原本需要极高压环境下才能稳定存在的原子结构。

此次突破不仅展示了我国在超导领域的科研实力,也为未来在更高温度(如液氮温区)实现镍基超导提供了可能。这一成果无疑将为我国在超导乃至量子材料领域的长期自主发展奠定坚实基础。

(文章来源:深圳商报)