復(fù)旦大學(xué)團隊發(fā)現(xiàn)新型高溫超導(dǎo)體

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞 通訊員 殷夢昊 丁超逸）日前，復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系趙俊教授團隊利用高壓光學(xué)浮區(qū)技術(shù)成功生長了三層鎳氧化物La4Ni3O10高質(zhì)量單晶樣品，證實了鎳氧化物中具有壓力誘導(dǎo)的體超導(dǎo)電性，其超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)達到86%。7月17日，相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）。

超導(dǎo)體是指在特定轉(zhuǎn)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(yīng)用于電力傳輸和儲能、醫(yī)學(xué)成像、磁懸浮列車、量子計算等領(lǐng)域。研究高溫超導(dǎo)的一個重要課題，就是尋找新型高溫超導(dǎo)體。鎳氧化物被認(rèn)為是實現(xiàn)高溫超導(dǎo)電性的重要候選材料之一。但經(jīng)過幾十年的研究，人們發(fā)現(xiàn)在鎳氧化物中實現(xiàn)超導(dǎo)電性的條件十分苛刻。

“高溫超導(dǎo)研究的突破大多由實驗、特別是新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)驅(qū)動，迄今為止還有很多現(xiàn)有理論無法完全解釋的現(xiàn)象?！壁w俊介紹，“鎳氧化物單晶樣品的生長條件十分苛刻，需要在特定的高氧壓的環(huán)境中，保持高溫和尖銳的溫度梯度，才能實現(xiàn)單晶樣品的穩(wěn)定生長。由于成相的氧壓窗口很小，因此容易出現(xiàn)多種成分的鎳氧化物層狀共生的現(xiàn)象，且生長過程中極易出現(xiàn)大量頂點氧位置的缺陷，這可能是鎳氧化物超導(dǎo)含量低的原因。”

團隊不斷尋找總結(jié)規(guī)律，中間歷經(jīng)多次失敗，最終成功合成了純相三層La4Ni3O10鎳氧化物單晶樣品。團隊進一步開展了一系列中子衍射和X射線衍射測量，精確測定了材料的晶格結(jié)構(gòu)和氧原子坐標(biāo)及含量，發(fā)現(xiàn)其中幾乎沒有頂點氧缺陷。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(dǎo)機理提供了新的視角和平臺。