中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)全新高溫超導(dǎo)體

12日，國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志刊登我國中山大學(xué)王猛教授團(tuán)隊(duì)與其他單位合作的成果：首次發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)鎳氧化物超導(dǎo)體。這是人類目前發(fā)現(xiàn)的第二種液氮溫區(qū)非常規(guī)超導(dǎo)材料，將有望推動(dòng)破解高溫超導(dǎo)機(jī)理，使設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)高溫超導(dǎo)材料成為可能。

超導(dǎo)材料具有絕對(duì)零電阻、完全抗磁性和宏觀量子隧穿效應(yīng)的特殊性質(zhì)，因此具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價(jià)值。

1986年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)銅氧化物超導(dǎo)材料，隨后多國科學(xué)家將其超導(dǎo)溫度提升到了液氮溫區(qū)，即超過77開爾文。液氮的廉價(jià)和易得，推動(dòng)了銅氧化物高溫超導(dǎo)材料的規(guī)模化應(yīng)用。然而近40年來，高溫超導(dǎo)機(jī)理至今仍是物理學(xué)最重要的未解問題之一。

王猛介紹，團(tuán)隊(duì)耗時(shí)3年半，成功生長了鎳氧化物L(fēng)a3Ni2O7單晶，隨后在實(shí)驗(yàn)上確定了此單晶材料能夠在壓力下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到液氮溫區(qū)，高達(dá)80開爾文。這是繼銅氧化物高溫超導(dǎo)體后，另一個(gè)完全不同體系的高溫超導(dǎo)體。

“這次發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)的鎳氧化物，鎳的價(jià)態(tài)為+2.5價(jià)，超出傳統(tǒng)預(yù)期，其電子結(jié)構(gòu)、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(dǎo)的關(guān)鍵因素，推動(dòng)科學(xué)家破解高溫超導(dǎo)機(jī)理?！蓖趺徒榻B，“根據(jù)機(jī)理，有望與計(jì)算機(jī)、AI技術(shù)等學(xué)科交叉后，設(shè)計(jì)、合成新的更多的更容易應(yīng)用的高溫超導(dǎo)材料，實(shí)現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用。”

該發(fā)現(xiàn)得到了《自然》雜志審稿人的高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為它“具有突出重要性”“是開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)”。該發(fā)現(xiàn)在審稿階段于科研論文預(yù)印平臺(tái)公布后，受到全球超導(dǎo)領(lǐng)域研究人員廣泛關(guān)注和跟進(jìn)研究，在1個(gè)月左右時(shí)間里已有10余項(xiàng)相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)工作相繼公布。