中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型高溫超導(dǎo)體,什么是超導(dǎo)體？

　　中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型高溫超導(dǎo)體,什么是超導(dǎo)體？高溫超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),打破了人們對超導(dǎo)只能存在于極低溫的認知。但經(jīng)過各國科學(xué)家近四十年努力,其形成機理仍是未解之謎。

　　日前,復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系趙俊教授團隊、中國科學(xué)院物理研究所研究員郭建剛團隊、北京高壓科學(xué)研究中心研究員曾橋石團隊,合作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)體積分數(shù)達到86%,為人們理解高溫超導(dǎo)機理提供了新的視角和平臺。

　　什么是超導(dǎo)體

　　所謂超導(dǎo)體,是在特定轉(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,具有重要的科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用價值。迄今為止,已有10位科學(xué)家因超導(dǎo)研究獲諾貝爾獎。從復(fù)旦大學(xué)獲悉,該校物理學(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,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)體積分數(shù)達到86%,這意味著又一新型高溫超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)。該成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊自然。

　　超導(dǎo)體是指在特定溫度條件下電阻為零且呈現(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。趙俊介紹,研究高溫超導(dǎo)的一個重要課題是尋找新型高溫超導(dǎo)體,這既能從新的角度尋找理解高溫超導(dǎo)機理的線索,同時新的材料體系也可能提供新的應(yīng)用前景。

　　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,至今還有很多現(xiàn)有理論無法完全解釋的現(xiàn)象。趙俊介紹,鎳氧化物單晶樣品的生長條件十分苛刻,容易出現(xiàn)多種成分的鎳氧化物層狀共生的現(xiàn)象,這可能是鎳氧化物超導(dǎo)含量低的原因。

　　鎳氧化物被認為是實現(xiàn)高溫超導(dǎo)電性的重要候選材料之一。趙俊教授團隊此次成功合成了高質(zhì)量三層鎳氧化物單晶樣品,樣品在低于超導(dǎo)臨界溫度下表現(xiàn)出零電阻和完全抗磁的邁斯納效應(yīng),超導(dǎo)體積分數(shù)與銅氧化物高溫超導(dǎo)體接近,有力證明了鎳氧化物的體超導(dǎo)性質(zhì)。趙俊教授團隊利用高壓光學(xué)浮區(qū)技術(shù)生長了大批樣品,在不斷尋找總結(jié)規(guī)律基礎(chǔ)上,最終成功合成了純相三層鎳氧化物單晶樣品。

　　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。