中國科學家發現全新高溫超導體

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中國科學家發現全新高溫超導體 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 16.07.2023
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據中國中山大學消息,7月12日,國際學術期刊《自然》雜誌刊登了中山大學王猛教授團隊與其他單位合作的成果:首次發現液氮溫區鎳氧化物超導體。
這是中國科學家在全球率先發現的全新高溫超導體系,是繼銅氧化物之後,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,實現更廣泛更大規模的產業化應用。
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。
1986年,科學家首次發現銅氧化物超導材料,隨後多國科學家將其超導溫度提升到了液氮溫區(77開爾文,即零下196攝氏度)。液氮的廉價和易得,推動了銅氧化物高溫超導材料在信息技術等領域的應用。自發現銅氧化物的超導電性後,科學家就在鎳等過渡金屬化合物中探索超導電性。然而,近40年的研究,鎳基氧化物超導電性並未有突破性進展。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。
據王猛介紹,團隊三年磨一劍,成功生長了鎳氧化物La3Ni2O7單晶,隨後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80開爾文。這是繼銅氧化物高溫超導體後,另一個完全不同體系的高溫超導體。
王猛表示:“這次發現高溫超導的鎳氧化物,鎳的價態為+2.5價,超出傳統預期,其電子結構、磁性與銅氧化物完全不同。通過比較研究,將有可能確定高溫超導的關鍵因素,推動科學家破解高溫超導機理。”
他指出:“根據機理,有望與計算機、AI技術等學科交叉後,設計、合成新的更多的更容易應用的高溫超導材料,實現更加廣泛的應用。”
這個發現在審稿階段於科研論文預印平台公佈後,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十餘篇相關理論和實驗工作相繼公佈。論文也得到了《自然》雜誌審稿人的高度評價,認為它“具有突出重要性”“是開創性發現”“業內將廣泛關注”。
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