中國科學家發(fā)現(xiàn)新型高溫超導體,什么是超導體？高溫超導現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),打破了人們對超導只能存在于極低溫的認知。但經過各國科學家近四十年努力,其形成機理仍是未解之謎。

　　日前,復旦大學物理學系趙俊教授團隊、中國科學院物理研究所研究員郭建剛團隊、北京高壓科學研究中心研究員曾橋石團隊,合作證實了鎳氧化物中具有壓力誘導的體超導電性,其超導體積分數達到86%,為人們理解高溫超導機理提供了新的視角和平臺。

　　什么是超導體

　　所謂超導體,是在特定轉變溫度之下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料,能廣泛應用于電力傳輸和儲能、醫(yī)學成像、磁懸浮列車、量子計算等領域,具有重要的科學研究和技術應用價值。迄今為止,已有10位科學家因超導研究獲諾貝爾獎。從復旦大學獲悉,該校物理學系趙俊教授團隊利用高壓光學浮區(qū)技術成功生長了三層鎳氧化物,證實了鎳氧化物中具有壓力誘導的體超導電性,其超導體積分數達到86%,這意味著又一新型高溫超導體被發(fā)現(xiàn)。該成果發(fā)表于國際學術期刊自然。

　　超導體是指在特定溫度條件下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料,能廣泛應用于電力傳輸和儲能、醫(yī)學成像、磁懸浮列車、量子計算等領域。趙俊介紹,研究高溫超導的一個重要課題是尋找新型高溫超導體,這既能從新的角度尋找理解高溫超導機理的線索,同時新的材料體系也可能提供新的應用前景。

　　高溫超導研究的突破大多由實驗、特別是新超導體的發(fā)現(xiàn)驅動,至今還有很多現(xiàn)有理論無法完全解釋的現(xiàn)象。趙俊介紹,鎳氧化物單晶樣品的生長條件十分苛刻,容易出現(xiàn)多種成分的鎳氧化物層狀共生的現(xiàn)象,這可能是鎳氧化物超導含量低的原因。

　　鎳氧化物被認為是實現(xiàn)高溫超導電性的重要候選材料之一。趙俊教授團隊此次成功合成了高質量三層鎳氧化物單晶樣品,樣品在低于超導臨界溫度下表現(xiàn)出零電阻和完全抗磁的邁斯納效應,超導體積分數與銅氧化物高溫超導體接近,有力證明了鎳氧化物的體超導性質。趙俊教授團隊利用高壓光學浮區(qū)技術生長了大批樣品,在不斷尋找總結規(guī)律基礎上,最終成功合成了純相三層鎳氧化物單晶樣品。

　　此外,研究還發(fā)現(xiàn)三層鎳氧化物呈現(xiàn)出奇異金屬和獨特的層間耦合行為,為人們理解高溫超導機理提供了新的視角和平臺。