中国团队再破超导“天花板”:常压镍基材料首破40K极限

深渊巨大肥肠 2025-02-20 02:51:43

在超导研究的“圣杯”争夺战中,中国科学家又一次站上世界前沿。2025年2月18日,薛其坤院士领衔的南科大-清华联合团队在《自然》发表重磅成果:首次在常压下实现镍氧化物高温超导,临界温度突破40K“麦克米兰极限”,成为继铜基、铁基之后第三类常压高温超导体系。

技术突破:纳米尺上“搭原子积木”

研究团队耗时三年,自主研发“强氧化原子逐层外延”技术,解决了传统方法氧化能力不足的难题。这项技术氧化强度提升超万倍,却能在纳米尺度精准控制化学配比,像搭积木一样构建出晶体结构近乎完美的镍氧化物薄膜。这种“原子级操控”不仅突破了材料合成的瓶颈,更为宽禁带半导体等氧化物器件的研发提供了新思路。

科学意义:超导机理的“新钥匙”

镍基超导的常压突破,直接挑战了传统超导理论框架。此前,铜基和铁基超导体的机理争议持续数十年,而镍基材料因其电子结构与铜的相似性,被视为破解高温超导机理的关键线索。此次成果中,团队观察到零电阻和完全抗磁性同时存在,证实了镍氧化物的体超导特性,为理论模型提供了坚实实验基础。

全球竞速:中美团队的“隔空交锋”

值得关注的是,美国斯坦福大学团队几乎同期报告了类似发现,但中国团队凭借国产仪器和独创技术,制备出晶体质量更高的样品,数据可靠性更胜一筹。这场“科学竞赛”不仅验证了镍基超导的普适性,更凸显我国在量子材料领域的自主创新能力。

博主辣评

镍基超导的常压突破无疑是里程碑,但机理迷雾仍未散尽。从铜、铁到镍,每一次材料体系的拓展都在改写教科书,但真正的“超导密码”或许藏在更深的电子关联中。薛其坤团队的技术路径,既是一次“破壁”,也是一把新钥匙——它打开的不仅是40K的极限,更是中国超导研究从跟跑到领跑的跨越。

(注:40K即-233°C,突破“麦克米兰极限”意味着超导机制可能超越传统电声子耦合模型。)

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