全球科學界長期致力于高溫超導材料的研發(fā),近期我國科研團隊在這一領(lǐng)域取得重大突破。由北京高壓科學研究中心與山東大學聯(lián)合組成的團隊,成功開發(fā)出新型鎳基超導體,其超導轉(zhuǎn)變溫度達到96K(-177.15℃),刷新了該類材料的國際紀錄。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然》。
超導材料在特定溫度下可實現(xiàn)零電阻和完全抗磁性,使電流無損耗傳輸,這一特性在能源、醫(yī)療和交通等領(lǐng)域具有革命性應(yīng)用前景。此次發(fā)現(xiàn)的鎳酸鹽體系超導體,屬于繼銅基、鐵基之后的第三類非常規(guī)高溫超導材料,其合成與性能表征面臨極高技術(shù)挑戰(zhàn)。
研究團隊創(chuàng)新采用常壓熔劑法制備晶體,通過精確控制化學成分引入"化學壓力",有效減少了材料內(nèi)部的層錯和結(jié)構(gòu)缺陷。這種方法突破了傳統(tǒng)工藝的局限,生長出的單晶樣品純度更高、結(jié)構(gòu)更均勻,為后續(xù)超導性能研究提供了優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。
在性能驗證環(huán)節(jié),科研人員面臨雙重技術(shù)難題:既要檢測材料在高壓條件下的零電阻特性,又要確認其完全抗磁性。團隊開發(fā)的等靜水壓高壓電阻與磁測量探測技術(shù),成功在微米級單晶樣品上同時實現(xiàn)這兩項關(guān)鍵指標的精準測量。實驗證實,該材料在96K溫度下同時具備零電阻和完全抗磁性,成為目前鎳基超導體中轉(zhuǎn)變溫度最高的記錄保持者。
這項突破標志著鎳基超導材料首次接近"百K超導"臨界點,為開發(fā)更高溫度超導體開辟了新路徑。研究團隊指出,鎳酸鹽體系超導體的發(fā)現(xiàn),不僅豐富了非常規(guī)超導的物理機制研究,其獨特的電子結(jié)構(gòu)特性也為理解高溫超導現(xiàn)象提供了全新視角。隨著材料制備與表征技術(shù)的持續(xù)進步,人類向室溫超導目標的邁進又邁出了關(guān)鍵一步。





















