中国科学家发现全新高温超导体

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中国科学家发现全新高温超导体 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 16.07.2023
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据中国中山大学消息,7月12日,国际学术期刊《自然》杂志刊登了中山大学王猛教授团队与其他单位合作的成果:首次发现液氮温区镍氧化物超导体。
这是中国科学家在全球率先发现的全新高温超导体系,是继铜氧化物之后,人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料,是基础研究领域“从0到1”的突破,将有望推动破解高温超导机理,使设计和预测高温超导材料成为可能,实现更广泛更大规模的产业化应用。
超导材料具有绝对零电阻、完全抗磁性和宏观量子隧穿效应的特殊性质,因此具有重要的科学和应用价值。
1986年,科学家首次发现铜氧化物超导材料,随后多国科学家将其超导温度提升到了液氮温区(77开尔文,即零下196摄氏度)。液氮的廉价和易得,推动了铜氧化物高温超导材料在信息技术等领域的应用。自发现铜氧化物的超导电性后,科学家就在镍等过渡金属化合物中探索超导电性。然而,近40年的研究,镍基氧化物超导电性并未有突破性进展。高温超导的机理至今未知,成为近40年来物理学中最重要的科学问题之一。
据王猛介绍,团队三年磨一剑,成功生长了镍氧化物La3Ni2O7单晶,随后在实验上确定了此单晶材料能够在压力下实现超导,转变温度达到液氮温区,高达80开尔文。这是继铜氧化物高温超导体后,另一个完全不同体系的高温超导体。
王猛表示:“这次发现高温超导的镍氧化物,镍的价态为+2.5价,超出传统预期,其电子结构、磁性与铜氧化物完全不同。通过比较研究,将有可能确定高温超导的关键因素,推动科学家破解高温超导机理。”
他指出:“根据机理,有望与计算机、AI技术等学科交叉后,设计、合成新的更多的更容易应用的高温超导材料,实现更加广泛的应用。”
这个发现在审稿阶段于科研论文预印平台公布后,迅速受到全球超导领域研究人员广泛关注和跟进研究,在一个月左右的时间里已有十余篇相关理论和实验工作相继公布。论文也得到了《自然》杂志审稿人的高度评价,认为它“具有突出重要性”“是开创性发现”“业内将广泛关注”。
2022年度中国科学十大进展发布 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 17.03.2023
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