北京时间2月18日零点，南方科技大学校长薛其坤院士领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合组成的研究团队，在国际顶级学术期刊《自然》线上发表研究成果。
团队在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性，超导起始转变温度突破40开尔文（K），相当于零下233摄氏度，观测到“零电阻”和“抗磁性”的双重特征。
这一发现使镍基材料成为继铜基、铁基之后，第三类在常压下突破40K“麦克米兰极限”的高温超导材料体系，为解决高温超导机理的科学难题提供了全新突破口。
成功获得在常压下镍基材料的超导电性
超导好比电力高速公路上的“零能耗跑车”，电流通过时完全没有损耗，被广泛认为具有颠覆性的技术前景。
超导现象自1911年被发现以来，寻找更高温度的超导材料成为国际科学界的一个重要研究方向。传统超导体的超导最高转变温度为40K，也就是“麦克米兰极限”。
此前，铜基和铁基两类材料的超导转变温度突破了“麦克米兰极限”，被称为高温超导体，但高温超导机理复杂如同“量子迷宫”，科学家探索近40年仍未破解。
近年来，镍基超导材料“异军突起”。2019年，美国科学家首次在镍基薄膜中观测到超导电性，但其超导温度较低。
2023年，中山大学的王猛团队在超过十万个大气压的高压环境下，实现了镍基材料的液氮温区超导，在国际上引起广泛影响。然而，如何摆脱高压限制、实现常压高温超导，成为全球科学家竞相追逐的目标。
针对这一挑战，三年来，由薛其坤院士与南方科技大学物理系副教授陈卓昱率领的研究团队持续攻关，自主研发了“强氧化原子逐层外延”技术。
这项技术可以在氧化能力比传统方法强上万倍的条件下，依然实现原子层的逐层生长，并精确控制化学配比，如同在纳米尺度上“搭原子积木”，构建出结构复杂、热力学亚稳、但晶体质量趋于完美的氧化物薄膜。
这是氧化物薄膜外延生长技术的一次重大跨越，不仅为包括宽禁带半导体等各类氧化物的缺氧难题提供了解决方案，还极大地拓展了高温超导等强关联电子系统的人工设计与制备。
研究团队将这项技术应用于镍基超导材料的开发之中：在原子级平滑的基片之上，精确排列镍、氧等原子，构建出厚度仅几纳米的超薄膜。
特别是，研究团队在极强的氧化环境下，通过界面工程，实现了“原子铆钉术”，固定住了原本需要极高压环境下才能稳定存在的原子结构。
他们试验了一千多片样品，最后成功地获得了常压下的超导电性。通过精密的电磁输运测量，观测到了零电阻与抗磁性，确认了高温超导电性的存在。
此次突破也表明，通过界面工程优化材料设计，很有希望在更高的温度，例如液氮温区实现镍基超导。
“90后”中国团队全部采用国产仪器实现突破
课题组表示，镍基超导研究是当前国际科学界的前沿热点，全球竞争异常激烈。美国斯坦福大学的研究团队与合作者几乎同时也报告了类似材料体系中的常压超导电性。中美团队研究路径独立，实验相互印证。
值得一提的是，中国团队全部采用国产仪器，发展了独特的强氧化能力薄膜生长技术，成功获得了晶体质量更高的薄膜材料，不仅实现了科学上的突破性发现，更为我国在超导乃至量子材料领域的长期自主发展奠定了坚实基础。
此次发现，是在新型有组织科研的模式下，经过南科大、粤港澳大湾区量子科学中心、清华大学三个单位，大团队异地协作不懈科研攻坚所取得的成果。
引人注意的是，实现这一重大突破的科研团队高度年轻化。团队负责人陈卓昱是一名“90后”，仅35岁，他从小酷爱物理，以广东省高中物理竞赛第一名保送清华大学物理系，后赴美国斯坦福大学深造，一直保持对物理的热忱。
陈卓昱三年前回到家乡深圳，任职南方科技大学物理系，在薛其坤院士的领导下，从零开始组建超导机理实验室，开展高温超导研究。这项成果正是在他的直接率领下，主要由博士后和在读研究生组成的平均年龄仅28岁的研究团队努力攻关而取得的。
课题组表示，本次科研突破充分展示了我国在高温超导前沿领域的原创竞争能力，彰显了跨区域科技创新的协同能力，体现了以“90后”为代表的年轻科学家团队在技术方法上的开拓创新能力，凸显了以粤港澳大湾区为代表的国产自主可控科研设备对前沿科研创新的支撑能力。
该研究已引发国际学术界高度关注。镍基、铜基与铁基三类高温超导体电子结构相异，通过三者的对比研究，可以深入理解高温超导电子配对的核心机制，为破解高温超导机理这一世纪科学难题提供关键钥匙。
“超导机理的突破不仅将深化人类对量子物质行为的理解，更将为能源、信息、医疗等领域的颠覆性技术奠定科学基石，进一步有力推动社会生产力的提升和科技创新发展。”课题组表示。
（来源：南方+ 记者：李秀婷）
21世纪经济报道记者 李莎 北京报道 2024年3月5日，国新办举行吹风会，对政府工作报告进行解读。政府工作报告将今年经济增长目标定为5%左右，城镇新增就业目标1200万人以上，城镇调查失业率5 3 月 7 日消息，岚图汽车官方宣布三月开启“十亿”补贴活动，全系至高享现金钜惠“5 万元”。近期不少车企均开启了降价补贴活动，此前已报道十余家车企降价，如比亚迪、吉利、哪吒、上海大众、一汽大众、长安、奇瑞 3 月 7 日消息，东风风行日前宣布，旗下全新新能源中大型豪华 MPV 正式命名为风行星海 V9，将于 4 月开启预售。官方介绍称，风行星海 V9，其中，“V”寓意无限向上，一是中国品牌的向上、向外突破，二是全新品牌的向上突围、 3月6日，十四届全国人大二次会议于3月6日下午3时举行记者会。商务部部长王文涛在记者会上表示，今年要推动汽车、家电、家装等消费品以旧换新，还要提振服务消费。 王文涛提及，今年促消费有两个重点：一个是推动消费品以旧 21世纪经济报道记者 王俊 北京报道数字技术深深嵌入到人类生产生活各个环节，新技术不断迭代，随之带来治理方面的挑战。如何平衡数字经济发展与民生权益保障，考验着司法智慧。今年全国两 21世纪经济报道记者吴文汐 北京报道 “三峡门户”宜昌地处长江经济带重要节点，是湖北省域副中心城市，也是长江中游城市群中的重要成员。2023年，宜昌实现经济增速7.1%，居湖北全省前列；经 。本文链接：重大突破！薛其坤团队在常压下实现镍氧化物的高温超导http://www.sushuapos.com/show-4-16049-0.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。