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中山大学王猛教授团队首次发现液氮温区镧镍氧化物La3 Ni2 O7超导体发布时间:2023年8月9日 来源:自然

 近日,《自然》杂志刊登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。这是由中国科学家首次率先独立发现的全新高温超导体系,是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”的重要突破。

  这一研究成果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,在信息技术、工业加工技术、超导电力、生物医学和交通运输等领域,实现更广泛的应用。

 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,在该领域已产生了5个诺贝尔奖。中国科学家也因超导领域的突破两次获得国家自然科学一等奖,以及一次国家最高科学技术奖。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,即超过77开尔文。液氮的廉价和易得,推动了铜氧化物高温超导材料的规模化应用。然而,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。

 王猛教授介绍,团队耗时三年半,依托中山大学物理学院公共科研平台,通过不断努力成功生长了镍氧化物La3Ni2O2单晶,随后在中山大学高压实验研究平台以及华南理工大学、中国科学院物理研究所、北京同步辐射装置开展实验研究,很快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。

“本次发现高温超导的镍氧化物,镍的价态为+2.5价,远离人们此前认为容易出现超导电性的正1价,超出此前理论预期。其电子结构、磁性与铜氧化物完全不同,通过比较研究,有可能推动科学家破解高温超导机理。”王猛教授说。

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