我国科学家在镍基高温超导研究领域再获重要突破。南方科技大学量子功能材料全国重点实验室和物理系、粤港澳大湾区量子科学中心薛其坤—陈卓昱团队，与中国科学技术大学沈大伟团队等合作，近日在国际学术期刊《自然》发表最新研究成果：团队在极端氧化条件下，通过人工设计原子堆叠序列，成功创制出两种全新的常压镍基高温超导材料；与此同时，借助角分辨光电子能谱技术，研究人员识别出与超导态密切相关的关键电子能带结构，为揭示镍基高温超导机理提供了重要实验依据。
像“搭积木”一样
在原子层面设计并构造全新超导体
超导，是指材料在特定条件下电阻完全消失、电流可以无损耗流动的现象。高温超导研究则是凝聚态物理领域最重要的前沿问题之一。继铜基、铁基高温超导体之后，镍基材料被认为是有望帮助科学家进一步理解高温超导机理的第三类重要体系。对这一体系的深入研究，不仅关系基础科学前沿，也被认为将为未来能源输运、精密探测、信息技术和量子计算等领域带来重要启发。
不过，镍基超导材料的研究长期面临一个核心难题：实现超导所必需的高氧化状态，与材料稳定生长所需要的条件彼此冲突。这就好比要同时烧制瓷器的瓷胎和釉面——瓷胎成型需要温和稳定的环境，釉面显色则需要猛火强氧，两道工序的条件针锋相对，传统方法很难兼顾。
针对这一难题，研究团队自主研发出“强氧化原子逐层外延”技术。该技术能够在超强氧化环境下，对材料生长过程进行原子级精准操控，使薄膜在生长过程中同时完成结构构建与充分氧化。这如同在纳米世界中，逐层搭建“原子积木”，科学家可以按照预先设计好的蓝图，精确排列镧、镨、镍等原子，从而构建出一系列高质量镍基氧化物薄膜。研究人员表示，这种在极端氧化条件下实现原子级工程操控的能力，不仅为镍基超导研究提供了独特的实验平台，也为破解多类氧化物材料的缺氧难题提供了新的解决思路。
凭借这一技术，团队先将此前发现的纯双层结构镍基薄膜的常压超导起始温度从45开尔文提升到63开尔文；随后，又按人工设计的原子堆叠方案，精确合成出三种全新的镍基超结构材料，其中两种材料，在常压下实现了高温超导，起始转变温度分别达到50开尔文和46开尔文。这意味着，研究团队不仅提升了已知材料的性能，还进一步创制出自然界中原本不存在的新型超导材料。
“看清”超导电子的能量动量结构
为破解高温超导难题提供关键钥匙
发现新材料只是第一步，理解“为什么会超导”才是更关键的科学问题。为此，研究团队将原子级精准结构控制与角分辨光电子能谱技术相结合，对四种不同堆叠结构的镍基氧化物薄膜开展系统比较研究。
角分辨光电子能谱可以直接观测材料中电子的能量和动量分布，被形象地称为给电子运动拍“照片”的“超级相机”。研究发现，在能够超导的几种结构中，布里渊区顶角附近都存在一个由γ能带形成的费米口袋；而在不超导的结构中，这一关键特征并不存在。
这一发现从实验上表明了原子堆叠构型、电子能带与超导电性之间的关联，识别出了决定超导发生与否的“电子基因”，为揭示镍基高温超导的微观机制提供了明确的实验证据。
研究人员认为，镍基、铜基、铁基三类高温超导体具有不同的电子结构特征，对它们进行系统比较研究，将有助于人类最终破解高温超导这一重大科学难题，并为能源、信息和量子计算等未来技术发展奠定科学基础。
（总台央视记者 张春玲 朱平）
我国科学家在镍基高温超导研究领域再获重要突破。南方科技大学量子功能材料全国重点实验室和物理系、粤港澳大湾区量子科学中心薛其坤—陈卓昱团队，与中国科学技术大学沈大伟团队等合作，近日在国际学术期刊《自然》发表最新研究成果：团队在极端氧化条件下，通过人工设计原子堆叠序列，成功创制出两种全新的常压镍基高温超导材料；与此同时，借助角分辨光电子能谱技术，研究人员识别出与超导态密切相关的关键电子能带结构，为揭示镍基高温超导机理提供了重要实验依据。
像“搭积木”一样
在原子层面设计并构造全新超导体
超导，是指材料在特定条件下电阻完全消失、电流可以无损耗流动的现象。高温超导研究则是凝聚态物理领域最重要的前沿问题之一。继铜基、铁基高温超导体之后，镍基材料被认为是有望帮助科学家进一步理解高温超导机理的第三类重要体系。对这一体系的深入研究，不仅关系基础科学前沿，也被认为将为未来能源输运、精密探测、信息技术和量子计算等领域带来重要启发。
不过，镍基超导材料的研究长期面临一个核心难题：实现超导所必需的高氧化状态，与材料稳定生长所需要的条件彼此冲突。这就好比要同时烧制瓷器的瓷胎和釉面——瓷胎成型需要温和稳定的环境，釉面显色则需要猛火强氧，两道工序的条件针锋相对，传统方法很难兼顾。
针对这一难题，研究团队自主研发出“强氧化原子逐层外延”技术。该技术能够在超强氧化环境下，对材料生长过程进行原子级精准操控，使薄膜在生长过程中同时完成结构构建与充分氧化。这如同在纳米世界中，逐层搭建“原子积木”，科学家可以按照预先设计好的蓝图，精确排列镧、镨、镍等原子，从而构建出一系列高质量镍基氧化物薄膜。研究人员表示，这种在极端氧化条件下实现原子级工程操控的能力，不仅为镍基超导研究提供了独特的实验平台，也为破解多类氧化物材料的缺氧难题提供了新的解决思路。
凭借这一技术，团队先将此前发现的纯双层结构镍基薄膜的常压超导起始温度从45开尔文提升到63开尔文；随后，又按人工设计的原子堆叠方案，精确合成出三种全新的镍基超结构材料，其中两种材料，在常压下实现了高温超导，起始转变温度分别达到50开尔文和46开尔文。这意味着，研究团队不仅提升了已知材料的性能，还进一步创制出自然界中原本不存在的新型超导材料。
“看清”超导电子的能量动量结构
为破解高温超导难题提供关键钥匙
发现新材料只是第一步，理解“为什么会超导”才是更关键的科学问题。为此，研究团队将原子级精准结构控制与角分辨光电子能谱技术相结合，对四种不同堆叠结构的镍基氧化物薄膜开展系统比较研究。
角分辨光电子能谱可以直接观测材料中电子的能量和动量分布，被形象地称为给电子运动拍“照片”的“超级相机”。研究发现，在能够超导的几种结构中，布里渊区顶角附近都存在一个由γ能带形成的费米口袋；而在不超导的结构中，这一关键特征并不存在。
这一发现从实验上表明了原子堆叠构型、电子能带与超导电性之间的关联，识别出了决定超导发生与否的“电子基因”，为揭示镍基高温超导的微观机制提供了明确的实验证据。
研究人员认为，镍基、铜基、铁基三类高温超导体具有不同的电子结构特征，对它们进行系统比较研究，将有助于人类最终破解高温超导这一重大科学难题，并为能源、信息和量子计算等未来技术发展奠定科学基础。
（总台央视记者 张春玲 朱平）
3月20日，在2024全球游戏开发者大会（GDC）上，腾讯发布了自研游戏AI引擎——GiiNEX。基于生成式AI和决策AI技术，GiiNEX将为游戏全生命周期提供丰富的AI解决方案。据悉，借助大模型等生成式AI 记者从中国航天科技集团获悉，3月21日13时27分，长征二号丁运载火箭/远征三号上面级在酒泉卫星发射中心起飞，随后将云海二号02组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。云海二号02组卫星由中国航 我国成功发射云海二号02组卫星 中新网北京3月21日电(马帅莎 曹译 张艳)北京时间2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭/远征三号上面级，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利 3月23日消息，vivo即将于3月26日发布vivo X Fold3系列折叠屏电话，其中包含vivo X Fold3和vivo X Fold3 Pro两款新品。据悉，vivo X Fold3采用了首发的碳纤维龙骨铰链，重量仅为219克，厚度为4.65毫米。相 今天（23日）是第64个世界气象日，今年世界气象日的主题是“气候行动最前线”。地球是人类赖以生存和发展的家园，气候变化给人类造成的影响广泛而深远，关乎当下，更关乎未来。世界气象组织确认2023年全 今年3月23日是第64个世界气象日，主题是“气候行动最前线”。面对愈加频繁的极端天气和全球变暖等气候危机，减缓气候变化已刻不容缓。发展新能源是应对气候变化的重要举措之一，而气象服务对于新 。本文链接：两种全新常压镍基超导材料问世！我国科学家重要突破http://www.sushuapos.com/show-2-15966-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。