復旦大學團隊發現新型高溫超導體

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 任朝霞 通訊員 殷夢昊 丁超逸）日前，復旦大學物理學系趙俊教授團隊利用高壓光學浮區技術成功生長了三層鎳氧化物La4Ni3O10高質量單晶樣品，證實了鎳氧化物中具有壓力誘導的體超導電性，其超導體積分數達到86%。7月17日，相關研究成果發表于國際學術期刊《自然》（Nature）。

超導體是指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。研究高溫超導的一個重要課題，就是尋找新型高溫超導體。鎳氧化物被認為是實現高溫超導電性的重要候選材料之一。但經過幾十年的研究，人們發現在鎳氧化物中實現超導電性的條件十分苛刻。

“高溫超導研究的突破大多由實驗、特別是新超導體的發現驅動，迄今為止還有很多現有理論無法完全解釋的現象。”趙俊介紹，“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境中，保持高溫和尖銳的溫度梯度，才能實現單晶樣品的穩定生長。由于成相的氧壓窗口很小，因此容易出現多種成分的鎳氧化物層狀共生的現象，且生長過程中極易出現大量頂點氧位置的缺陷，這可能是鎳氧化物超導含量低的原因。”

團隊不斷尋找總結規律，中間歷經多次失敗，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構和氧原子坐標及含量，發現其中幾乎沒有頂點氧缺陷。此外，研究還發現三層鎳氧化物呈現出奇異金屬和獨特的層間耦合行為，為人們理解高溫超導機理提供了新的視角和平臺。