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我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)全新高溫超導(dǎo)體

來源：南方日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2023-07-13 09:54

　　北京時(shí)間7月12日，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《自然》雜志在線發(fā)表了中山大學(xué)物理學(xué)院王猛團(tuán)隊(duì)的重大研究成果：首次在鎳氧化物中發(fā)現(xiàn)了達(dá)到液氮溫度的超導(dǎo)電性。這是中國(guó)科學(xué)家在國(guó)際高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)域獨(dú)立取得的一項(xiàng)突破性成果，是基礎(chǔ)研究的標(biāo)志性進(jìn)展，將有助于破解高溫超導(dǎo)機(jī)理和設(shè)計(jì)高溫超導(dǎo)新材料。

　　100多年前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了特定低溫下汞的電阻為零，這種現(xiàn)象被稱為“超級(jí)導(dǎo)電”。因零電阻、抗磁性的顯著特點(diǎn)，超導(dǎo)體在信息技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、科學(xué)儀器等眾多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，但現(xiàn)在超導(dǎo)體只有在低溫中才能發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象，其大規(guī)模應(yīng)用嚴(yán)重受限。

　　1986年荷蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銅氧化物超導(dǎo)體，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度超過液氮溫度77K（-196℃）。經(jīng)過近40年的研究，銅氧化物仍然是唯一進(jìn)入液氮溫區(qū)的非常規(guī)超導(dǎo)體，其超導(dǎo)機(jī)理仍未知，全球科學(xué)家一直致力于尋找非常規(guī)超導(dǎo)材料并解決高溫超導(dǎo)機(jī)理。三年多來，王猛團(tuán)隊(duì)通過不斷摸索條件合成了高質(zhì)量的鎳氧化物（La3Ni2O7）體系單晶樣品，并在國(guó)際上率先進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

　　“合成鎳氧化物單晶樣品后，我們證明它在超過14吉帕的壓力下出現(xiàn)了80K（-193℃）的高溫超導(dǎo)電性?！蓖趺徒榻B，此次發(fā)現(xiàn)的鎳氧化物是人類目前已知的第二個(gè)達(dá)到液氮溫區(qū)的非常規(guī)超導(dǎo)體系，科學(xué)家可以在新的材料體系中進(jìn)行超導(dǎo)機(jī)理和應(yīng)用研究。

　　目前，王猛團(tuán)隊(duì)已接到來自全世界的科學(xué)家對(duì)樣品合作研究的申請(qǐng)，可以預(yù)見，鎳氧化物高溫超導(dǎo)研究將迎來新一波熱潮。

　　“液氮的制備成本比礦泉水還低，超過液氮溫度也意味著超導(dǎo)材料需要的低溫環(huán)境更容易獲得，因而也具有更大的應(yīng)用潛力?！蓖趺驼f，接下來還將對(duì)銅氧化物和鎳氧化物高溫超導(dǎo)體的共性開展研究，進(jìn)一步推動(dòng)高溫超導(dǎo)機(jī)理的解決。“一旦明確機(jī)理，便可以借助人工智能等技術(shù)設(shè)計(jì)新的高溫超導(dǎo)材料，有望使零損耗的超導(dǎo)輸電、更為輕便的核磁共振成像儀等成為現(xiàn)實(shí)”。

　　清華大學(xué)教授張廣銘也表示：“新的發(fā)現(xiàn)為我們理解高溫超導(dǎo)的機(jī)理帶來很多重要的啟示，使設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)高溫超導(dǎo)材料成為可能，并在液氮溫區(qū)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料的廣泛應(yīng)用?！?/p>

　　王猛現(xiàn)任中山大學(xué)物理學(xué)院副院長(zhǎng)，該研究由他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，中山大學(xué)副研究員孫華蕾、博士研究生霍夢(mèng)五為論文共同第一作者，相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論由中山大學(xué)與清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院物理研究所、北京同步輻射裝置等單位合作完成。（卞德龍 吳少敏）

責(zé)任編輯：于彤彤