復旦物理學系團隊發(fā)現新型高溫超導體開辟超導研究新視角

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2024-07-18 13:55:33 環(huán)球網

復旦物理學系團隊發(fā)現新型高溫超導體

超導體因其巨大的應用潛力，一直是科研領域的焦點,，尤其是在尋找能承受更高溫度的新型超導體方面,。近期，復旦大學物理學系趙俊教授的團隊在這方面取得了重要進展,，他們的研究發(fā)現于7月17日登上了《自然》雜志,。團隊通過高壓光學浮區(qū)技術培育出的三層鎳氧化物La4Ni3O10-δ高質量單晶,，展示了在壓力作用下出現的體超導電性，超導體積分數達到了86%,。這一發(fā)現意味著又一種新型高溫超導材料的問世,，它不僅具有超導特性，還展現出奇異金屬行為及獨特的層間耦合效應,，為深入理解高溫超導機制開啟了新的研究視角,。

超導材料在特定低溫下電阻消失并表現出完全抗磁性，對電力傳輸,、儲能,、醫(yī)療成像、高速交通及量子計算等領域具有重要意義,。盡管數十年來全球科學家對高溫超導現象進行了廣泛探索,，其背后的原理仍然是個未解之謎。因此,，發(fā)現新的高溫超導材料不僅是理論研究的重大突破,，也可能引領技術應用的新方向。

趙俊團隊的工作亮點在于成功制備出的鎳氧化物單晶在超導轉換溫度下展現的零電阻及邁斯納效應,，證明了這種材料的超導屬性與著名的銅氧化物高溫超導體相近,。趙俊教授強調，這一發(fā)現明確證實了鎳氧化物的體超導性,。他自2012年起在復旦大學致力于高溫超導和量子磁性材料的研究,，特別在高品質單晶樣品的制備和性質測量方面有著深厚積累。

制備這類鎳氧化物單晶極具挑戰(zhàn),，需在高氧壓,、高溫及精確控制的溫度梯度條件下進行，稍有不慎便可能導致成分不純或結構缺陷,。經過反復嘗試和優(yōu)化生長條件,，團隊最終克服了難關，合成出純凈的三層La4Ni3O10單晶,，并通過一系列精密測試,，揭示了其內部結構和超導性質的詳細信息。特別是在高壓環(huán)境下,，該材料在69 GPa壓力下展現出30K的超導臨界溫度,，超導體積分數高達86%。

此研究不僅描繪了La4Ni3O10在壓力影響下的超導相圖,，還指出了超導,、電荷密度波、自旋密度波以及奇異金屬行為之間的相互關系，暗示鎳氧化物的超導機制可能與銅氧化物存在差異,，為探索超導電性及其他相關現象的深層次關聯提供了寶貴的物質基礎,。

未來，趙俊團隊將持續(xù)在高溫超導領域深耕,，旨在揭開不同超導體系之間的內在聯系和基本原理,，推動高性能高溫超導材料的發(fā)展。本研究由趙俊,、郭建剛,、曾橋石等人共同指導，朱英浩,、彭帝,、張恩康等為論文共同第一作者，體現了跨機構合作在推進科學前沿探索中的重要作用,。

(責任編輯：盧其龍 CN070)

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