中國科學家發現新型高溫超導體,什么是超導體？高溫超導現象的發現,打破了人們對超導只能存在于極低溫的認知。但經過各國科學家近四十年努力,其形成機理仍是未解之謎。
日前,復旦大學物理學系趙俊教授團隊、中國科學院物理研究所研究員郭建剛團隊、北京高壓科學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的體超導電性,其超導體積分數達到86%,為人們理解高溫超導機理提供了新的視角和平臺。
什么是超導體
所謂超導體,是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,具有重要的科學研究和技術應用價值。迄今為止,已有10位科學家因超導研究獲諾貝爾獎。從復旦大學獲悉,該校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,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%,這意味著又一新型高溫超導體被發現。該成果發表于國際學術期刊自然。
超導體是指在特定溫度條件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。趙俊介紹,研究高溫超導的一個重要課題是尋找新型高溫超導體,這既能從新的角度尋找理解高溫超導機理的線索,同時新的材料體系也可能提供新的應用前景。
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,至今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,容易出現多種成分的鎳氧化物層狀共生的現象,這可能是鎳氧化物超導含量低的原因。
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。趙俊教授團隊此次成功合成了高質量三層鎳氧化物單晶樣品,樣品在低于超導臨界溫度下表現出零電阻和完全抗磁的邁斯納效應,超導體積分數與銅氧化物高溫超導體接近,有力證明了鎳氧化物的體超導性質。趙俊教授團隊利用高壓光學浮區技術生長了大批樣品,在不斷尋找總結規律基礎上,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。
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