纳米级“原子积木结构”中国科学家在大气压下创造出新型镍基超导材料

它允许电流几乎无损地传输,使磁悬浮更加稳定和更快,并为未来的量子技术开辟了新的前沿。这一切都与超导这个神奇的物理现象密不可分。近日,薛其坤院士领导的联合研究团队在国际领先学术期刊《自然》杂志上发表了最新成果。继去年在国际上首次成功实现镍基高温常压超导后,研究团队通过人为设计原子堆叠顺序,在常压下制备了两种新型镍基超导材料,建立了超导态对应的关键电子结构特性,为解决高温超导机理这一全球性难题提供了重要线索。照片中悬浮在铁轨上循环的散发蒸汽的物质是一种高温物质自然超导体。超导是一种材料电阻被完全消除、允许电流无损耗流动的现象。超导体通常在极低的温度下运行,接近绝对零。自超导发现以来,发现在更高温度下性能更稳定的新型超导材料一直是国际科学界追求的目标。镍基氧化物由于其独特的电子结构特性,近年来成为高温超导的重要研究方向。然而,镍基材料的研究一直面临超导所需的强环境氧化剂与材料稳定生长所需的条件相互矛盾的问题。研究团队针对这一问题,开发了一种能够实现纳米级“原子组件构建”的技术在极度氧化的环境中。利用该技术,团队构建了一系列镍基薄膜材料,并发现了两种可以在常压下实现高温超导的新材料。同时,通过系统比较不同结构的材料,研究团队还鉴定出了决定超导体性能的重要“电子基因”。南方科技大学量子功能材料国家重点实验室副教授陈卓宇:在镍基高温超导出现的同时,我们还发现在动量间隙顶部附近也观察到了一个“电子袋”。这个实验表明“电子袋”与超导性可以有非常重要的关系。这一发现进一步确立了原子结构与超导现象之间的本质关系,为研究超导现象提供了重要的实验依据。破译镍基超导机理的基础。专家介绍,这一系列突破项目配套的核心实验设备和低温真空传输技术是团队与国内企业联合攻关开发的,展示了日本在打造量子材料领域的持续创新能力。中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤:如果没有新的实验设备和技术,就不可能制备出高温镍的新型超导氧系统。我公司在中国开发出了世界最高水平的薄膜制造技术。如果我们按照这个思路,我们可以发现更多的高温超导系统,它们很有可能穿越液氮的温度范围,为解决这个问题奠定基础。高温超导的最终奥秘。 (央视记者 张春玲 朱平 李必雄)
(编辑:项小斌)

发表回复