米兰-科学家实现块体镍基高温超导—新闻—科学网

近日，中国科学院物理研究所程金光研究员团队和周睿研究员团队结合国表里多个研究团队，在镍基高温超导体的研究中获得了主要进展。他们充实阐扬综合极端前提尝试装配(SECUF)怪异尝试丈量手艺的优势，在La2PrNi2O7多晶样品中同时供给了高压下实现块体高温超导电性的两个要害尝试证据，即零电阻和完全抗磁性，澄清了今朝La2PrNi2O7中高温超导电性发源和体超导的争议问题，并揭露了微不雅布局无序对高温超导电性的晦气影响。相干功效在2024年10月2日颁发在《天然》杂志上。

高温超导体因为在变化性手艺方面具有庞大的利用前景而备受存眷，发现新的高温超导系统并揭露其物理机制是超导范畴的研究前沿。客岁，我国粹者发现La3Ni2O7单晶在高压下具有Tc ≈80K的高温超导电性的迹象，掀起了镍基高温超导的研究高潮。随后，我国粹者在La3Ni2O7系统中成功不雅察到零电阻态，但关在其完全抗磁性的尝试证据依然缺少。

另外，尝试研究显示La3Ni2O7单晶样品因为不变发展的氧压规模很窄，轻易呈现化学组分不平均、内顶角氧空位和多种镍氧化物共存等问题。这造成今朝关在La3Ni2O7中高温超导电性的发源和可否实现体超导态（完全抗磁性）等焦点科学问题仍存在争议，严重阻碍了镍基高温超导体的研究历程。

针对上述要害科学问题，该团队调剂思绪将研究对象转向晶体质量更容易节制的多晶样品，采取离子半径较小的Pr部门替换La成功按捺了La3Ni2O7中分歧镍氧化物共生和内顶角氧空位等问题，制备了单相性杰出的具有双镍氧层布局的La2PrNi2O7多晶样品，并在该样品中同时不雅测到零电阻和完全抗磁性。

该研究成果注解镍基高温超导电性发源在双镍氧层钙钛矿相，并揭露微不雅布局无序对La3Ni2O7中高温超导电性的晦气影响。这一工尴尬刁难在镍基高温超导材料的进一步优化设计与合成具有主要指点感化，将鞭策镍基高温超导体的研究历程。

在该项研究中，SECUF的A2-六面砧高压尝试站和A6-强磁场核磁共振尝试站阐扬要害感化。此中，A2尝试站供给的年夜腔体多砧高静水压物性丈量手艺，能在最年夜水平上包管压力的各向同性和平均性，有用降服了镍基超导材料对非静水压情况异常敏感而没法实现零电阻的困难。A6尝试站的核四极矩共振丈量手艺，供给了一种定量肯定样品中分歧镍氧化物比拟例和界面等微不雅布局无序的方式。

SECUF是国度“十二五”重年夜科技根本举措措施，已建成国际进步前辈的集极低温、超高压、强磁场和超快光场等综合极端前提为一体的用户尝试装配，可极年夜晋升我国在物资科学和相干范畴的根本研究与利用根本研究综合实力。将来，SECUF将继续为新型高温超导材料的摸索与机理研究供给主要撑持，等候更多主要功效的出现。

综合极端前提尝试装配的六面砧高压尝试站和强磁场核磁共振尝试站的什物照片，和La2PrNi2O7多晶样品的高压布局演变和超导相图。（中国科学院物理研究所供图）

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07996-8

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