中國科學家實現鎳基超導體63K紀錄，無需極端高壓

這些鎳基材料在常壓下實現超導電性。

中國科學家報告稱，鎳基高溫超導體在常壓下的超導轉變溫度分別達到63K、50K和46K。這項研究由南方科技大學薛其坤團隊與中國科學技術大學合作完成，發表于《自然》期刊，詳細介紹了如何將一種雙層鎳基材料的超導轉變溫度從之前的45K提升至63K。

研究人員還另外制備了兩種人工結構，其超導轉變溫度分別為50K和46K。這些成果在常壓下實現，與以往通常需要高壓環境的鎳基超導研究形成鮮明對比。

該團隊首先設計了特定的原子堆疊序列，隨后確認鎳基材料是繼銅基和鐵基體系之后的第三類高溫超導體。這一進展解決了高氧化態的要求——該要求通常會使材料在允許超導的條件下生長不穩定。

實現原子尺度的材料生長控制

研究團隊采用了一種名為"強氧化原子層外延"的技術，在原子尺度上控制材料生長。據中國國際電視臺（CGTN）報道，這種方法能夠在強氧化條件下逐層組裝原子結構。通過這種生長控制方式，研究人員制備出了具有特定電子特性的高質量氧化鎳薄膜。

除材料合成外，研究團隊還識別了與這些超導態相關的電子特征，以更好地理解其物理機制。利用角分辨光電子能譜，研究人員發現超導樣品在費米面附近具有獨特的電子能帶結構。這可以視為材料物理機制的實驗證據。

這些發現建立了原子結構、電子行為與超導電性之間的聯系，有助于界定高溫超導體的性質和行為。對鎳基、銅基和鐵基材料的比較研究，旨在幫助解決高溫超導的機理問題。理解這些過程對于能源傳輸系統、精密傳感器和量子計算的發展具有重要意義。

面向未來能源技術

在原子尺度上設計材料，為構建無電阻傳輸電流的系統提供了一種方法，可應用于未來的能源和信息技術。

在另一項獨立研究中，研究人員分析了La?Ni?O?薄膜，以探究該族化合物中如何產生超導電性。該研究的作者之一、南京大學教授聶越峰當時解釋說："此前缺少一塊關鍵的拼圖——相圖。我們想看看這個雙層體系是否具有'超導穹頂'——非常規高溫超導體的典型標志。"

科學家們在測量了材料的特性后，繪制出了顯示超導穹頂的相圖。這是一個彎曲區域，超導電性在該區域內出現并在特定條件下增強。這種穹頂的存在與電子摻雜銅基超導體（銅氧化物）中觀察到的模式相似。這一相似性表明，鎳酸鹽中的超導電性可能與費米面重構和電子對稱性有關。

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