我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)制全新常壓鎳基超導(dǎo)材料

2026-04-10 07:52:19 來(lái)源：央視新聞客戶端 A+A-

讓電流幾乎無(wú)損耗地傳輸，讓磁懸浮跑得更穩(wěn)、更快，甚至為未來(lái)量子技術(shù)打開(kāi)新空間，這些都離不開(kāi)一種神奇的物理現(xiàn)象——超導(dǎo)。

近日，由薛其坤院士領(lǐng)銜的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表最新成果。繼去年在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)常壓鎳基高溫超導(dǎo)之后，團(tuán)隊(duì)這次又進(jìn)一步通過(guò)人工設(shè)計(jì)原子堆疊序列，創(chuàng)制出兩種全新的常壓鎳基超結(jié)構(gòu)超導(dǎo)材料，并確立了超導(dǎo)態(tài)對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵電子結(jié)構(gòu)特征，

為破解高溫超導(dǎo)機(jī)理這一世界性難題提供了重要線索。

畫(huà)面中這塊冒著氣，懸浮在軌道上奔跑的材料就是高溫超導(dǎo)體。所謂超導(dǎo)，就是材料電阻完全消失、電流無(wú)損流動(dòng)的現(xiàn)象。超導(dǎo)通常要在極低的溫度下才能工作，接近絕對(duì)零度。自超導(dǎo)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，找到溫度更高、性能更穩(wěn)定的新型超導(dǎo)材料，一直是國(guó)際科學(xué)界競(jìng)相追逐的目標(biāo)。由于具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)特征，近年來(lái)，鎳基氧化物成了高溫超導(dǎo)重要的研究方向。

我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)制全新常壓鎳基超導(dǎo)材料

但鎳基材料研究一直有個(gè)難題：超導(dǎo)所需要的強(qiáng)氧化環(huán)境，和材料穩(wěn)定生長(zhǎng)所需要的條件彼此矛盾。圍繞這一難題，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種能在極強(qiáng)的氧化環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)納米尺度“搭原子積木”的技術(shù)。使用這項(xiàng)技術(shù)，

團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出一系列鎳基薄膜材料，并在其中發(fā)現(xiàn)了兩款可在常壓下實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)的全新材料。

與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)材料的系統(tǒng)比較，鎖定了決定超導(dǎo)性能的關(guān)鍵“電子基因”。

我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)制全新常壓鎳基超導(dǎo)材料

南方科技大學(xué)量子功能材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授陳卓昱：

我們發(fā)現(xiàn)鎳基高溫超導(dǎo)出現(xiàn)的同時(shí)，在動(dòng)量空間的頂角附近也能看到一個(gè)“電子口袋”。這次的實(shí)驗(yàn)就表明“電子口袋”可能和超導(dǎo)有非常關(guān)鍵的連接。

這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步確立了原子結(jié)構(gòu)與超導(dǎo)現(xiàn)象之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，為破解鎳基超導(dǎo)機(jī)理提供了重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)。據(jù)專家介紹，支撐這一系列突破的核心實(shí)驗(yàn)設(shè)備和低溫真空傳輸技術(shù)，均源于團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)企業(yè)的協(xié)同攻關(guān)，

展現(xiàn)了我國(guó)在量子材料創(chuàng)制領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新能力。

我國(guó)科學(xué)家創(chuàng)制全新常壓鎳基超導(dǎo)材料

中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)校長(zhǎng)薛其坤：

能制備出新的鎳氧化物的高溫超導(dǎo)體系，沒(méi)有全新的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)是不行的，我們?cè)趪?guó)內(nèi)發(fā)展了世界上最高水平的薄膜制備技術(shù)。沿著這種思路走下去的話，我們就有可能發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的高溫超導(dǎo)體系，很有可能突破液氮溫區(qū)，為我們揭開(kāi)最后的高溫超導(dǎo)之謎奠定基礎(chǔ)。

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