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我國科學家發現新型高溫超導體，超導體積分數高達86%
2024年07月18日 09:53:24
來源：化工儀器網 點擊量：9164
鎳氧化物中具有壓力誘導的體超導電性(bulk superconductivity)，其超導體積分數高達86%，標志著高溫超導研究領域的又一重要突破。
【化工儀器網 項目成果】超導體指的是在特定轉變溫度之下電阻為零且呈現完全抗磁性的材料，能廣泛應用于電力傳輸和儲能、醫學成像、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。
復旦大學物理學系趙俊教授團隊成功發現了新型高溫超導體La4Ni3O10，并通過高壓光學浮區技術生長出了高質量的三層鎳氧化物單晶樣品，證實了鎳氧化物中具有壓力誘導的體超導電性(bulk superconductivity)，其超導體積分數高達86%，標志著高溫超導研究領域的又一重要突破。
研究團隊經過長期不懈的努力，克服了鎳氧化物單晶樣品生長條件苛刻的難題，在特定的高氧壓環境下，保持高溫和尖銳的溫度梯度，成功合成了純相的三層La4Ni3O10鎳氧化物單晶樣品。這些樣品在低于超導臨界溫度下表現出了零電阻和完全抗磁的邁斯納效應，其超導體積分數與銅氧化物高溫超導體相當，從而有力證明了鎳氧化物的體超導性質。
進一步通過中子衍射和X射線衍射測量，研究團隊精確測定了材料的晶格結構和氧原子坐標及含量，發現這些單晶樣品中幾乎沒有頂點氧缺陷。這一發現為理解高溫超導機理提供了新的視角和平臺，揭示了鎳氧化物超導可能與銅氧化物超導具有不同的層間耦合機制。在69 GPa的壓力下，La4Ni3O10的超導臨界溫度達到30K，這一結果不僅證實了鎳氧化物的體超導性質，還精細刻畫了其在壓力下的超導相圖，闡明了電荷密度波/自旋密度波、超導、奇異金屬行為和晶體結構相變之間的關系。
復旦大學的這一發現不僅推動了基礎科學的進步，也為全球科研人員提供了寶貴的研究材料和新的研究方向。隨著技術的不斷發展和研究的深入，這一創新成果未來在電力傳輸、能源儲存、醫學成像、磁懸浮列車、量子計算等領域可能產生廣泛的實際應用，引領我們進入一個全新的超導時代。
相關研究成果以“Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10-δ single crystals”為題發表于最新一期的《自然》(Nature)上。Nature同期在“新聞和觀點”(News&Views)專欄以“The search for superconductivity widens”為題對該文進行亮點推薦和介紹。
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