| 2023年中國十大科技進展新聞 |
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| 液氮溫區鎳氧化物超導體首次發現 |
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鎳氧化物樣品制備
中山大學供圖
2023年7月12日，《自然》刊登了中山大學教授王猛團隊與清華大學、華南理工大學等單位合作的成果：首次發現在14GPa壓力下達到液氮溫區的鎳氧化物超導體。這是由中國科學家首次率先獨立發現的全新高溫超導體系，是人類目前發現的第二種液氮溫區非常規超導材料，是基礎研究領域“從0到1”的重要突破，將有望推動破解高溫超導機理，使設計和預測高溫超導材料成為可能，在信息技術、工業加工技術、超導電力、生物醫學和交通運輸等領域，實現更廣泛的應用。
超導材料具有絕對零電阻、完全抗磁性和宏觀量子隧穿效應的特殊性質，因此具有重要的科學和應用價值。然而，高溫超導的機理至今未知，成為近40年來物理學中最重要的科學問題之一。
團隊耗時三年半，依托中山大學物理學院公共科研平臺，通過不斷努力成功生長了鎳氧化物La3Ni2O7單晶，隨后在中山大學高壓實驗研究平臺以及華南理工大學、中國科學院物理研究所、北京同步輻射裝置開展實驗研究，很快在實驗上確定了此單晶材料能夠在壓力下實現超導，轉變溫度達到液氮溫區，高達80K。這是繼銅氧化物高溫超導體后，另一個完全不同體系的高溫超導體。
本次發現高溫超導的鎳氧化物，鎳的價態為+2.5價，遠離人們此前認為容易出現超導電性的正1價，超出此前理論預期。其電子結構、磁性與銅氧化物完全不同，通過比較研究，研究人員認為其有可能推動破解高溫超導機理。
該發現得到了《自然》審稿人的高度評價，認為它“具有突出重要性”“是開創性發現”。該發現在審稿階段于科研論文預印本平臺公布后，迅速受到全球超導領域研究人員廣泛關注和跟進研究，在一個月左右的時間里已有10余篇相關理論和實驗工作相繼公布。■
《科學新聞》 (科學新聞2024年2月刊 封面)