中山大學教授團隊發現鎳基高溫超導體 實現從0到1重大突破

撰文:范玉瑩
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據《廣州日報》報道,近日,來自中山大學的王猛教授團隊,首次發現了液氮溫區鎳氧化物超導體,實現從0到1的重大突破,主要成果刊登於《Nature》雜誌。

北京時間7月12日晚上11點,《自然》雜誌(Nature)刊登中山大學王猛教授團隊主導的科學成果:首次發現液氮溫區鎳氧化物超導體。

報道稱,這是中國科學家在全球率先發現的全新高溫超導體系,亦是人類目前發現的第二種液氮溫區非常規超導材料,在基礎研究領域實現「從0到1」的突破,有望推動破解高溫超導機理,使設計和預測高溫超導材料成為可能,實現更廣泛更大規模的產業化應用。

據介紹,高溫超導研究沒有成熟的理論指引,存在很大不確定性。自1986年銅氧化物超導電性發現後,科學家就在鎳等過渡金屬化合物中探索超導電性。在近40年的研究中,鎳基氧化物超導電性並未有突破性進展,成為近40年來物理學中最重要的科學問題之一。

王猛教授解釋,此次發現的鎳基高溫超導體La₃Ni₂O₇生長條件極為苛刻,團隊花費兩年多時間,才摸索出生長條件,長出高質量單晶樣品。因電子結構、磁性與銅氧化物完全不同。通過比較研究,將有可能確定高溫超導的關鍵因素,推動破解高溫超導機理。

報道指,實驗成功後,La₃Ni₂O₇單晶材料在中山大學高壓實驗研究平台、華南理工大學、中國科學院物理研究所、北京同步輻射裝置開展實驗研究,確定其在壓力下轉變為超導體,超導轉變溫度達到液氮溫區,高達80K(開爾文)。本次中國科學家首次發現在液氮溫區超導的鎳氧化物,將為世界超導研究開拓新領域,引領超導研究方向。

王猛教授表示,本次發現的鎳基高溫超導體根據機理,有望與計算機、AI技術等學科交叉後,設計、合成更多更容易應用的新高溫超導材料,實現更加廣泛的應用。目前,他和團隊正在繼續探索的路上,希望生長出常壓下達到液氮溫區超導的鎳氧化物超導體。