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納米尺上“搭積木”：中國科學家發(fā)現(xiàn)常壓下鎳氧化物具高溫超導電性

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2025-02-18 09:46:17 字號：A- A A+ 來源：新華社

由國家最高科學技術(shù)獎獲得者薛其坤院士領銜的南方科技大學、粵港澳大灣區(qū)量子科學中心與清華大學聯(lián)合研究團隊于北京時間2月18日在國際學術(shù)期刊《自然》線上發(fā)表研究成果，發(fā)現(xiàn)常壓下鎳氧化物的高溫超導電性，為解決高溫超導機理的科學難題提供了新突破口。

超導好比電力高速公路上的“零能耗跑車”，電流通過時完全沒有損耗，被廣泛認為具有顛覆性的技術(shù)前景。超導現(xiàn)象自1911年被發(fā)現(xiàn)以來，尋找在常壓下突破40K“麥克米蘭極限”的更高溫度的超導材料成為國際科學界的一個重要研究方向。

針對這一挑戰(zhàn)，三年來，由薛其坤院士與陳卓昱副教授率領的研究團隊持續(xù)攻關，自主研發(fā)了“強氧化原子逐層外延”技術(shù)。這項技術(shù)可以在氧化能力比傳統(tǒng)方法強上萬倍的條件下，依然實現(xiàn)原子層的逐層生長，并精確控制化學配比，如同在納米尺度上“搭原子積木”，構(gòu)建出結(jié)構(gòu)復雜、熱力學亞穩(wěn)、但晶體質(zhì)量趨于完美的氧化物薄膜，這是氧化物薄膜外延生長技術(shù)的一次重大跨越，不僅為包括寬禁帶半導體等各類氧化物的缺氧難題提供了解決方案，還極大地拓展了高溫超導等強關聯(lián)電子系統(tǒng)的人工設計與制備。

該研究成果在常壓環(huán)境下實現(xiàn)了鎳氧化物材料的高溫超導電性，這一發(fā)現(xiàn)使鎳基材料成為繼銅基、鐵基之后，第三類在常壓下突破40K“麥克米蘭極限”的高溫超導材料體系。

鎳基超導研究是當前國際科學界的前沿熱點，全球競爭異常激烈。美國斯坦福大學的研究團隊與合作者幾乎同時也報告了類似材料體系中的常壓超導電性。中美團隊研究路徑獨立，實驗相互印證。特別值得一提的是，中國團隊全部采用國產(chǎn)儀器，發(fā)展了獨特的強氧化能力薄膜生長技術(shù)，成功獲得了晶體質(zhì)量更高的薄膜材料，不僅實現(xiàn)了科學上的突破性發(fā)現(xiàn)，更為我國在超導乃至量子材料領域的長期自主發(fā)展奠定了堅實基礎。

（記者白瑜）
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