中国科学家发现新型高温超导体,什么是超导体？高温超导现象的发现,打破了人们对超导只能存在于极低温的认知。但经过各国科学家近四十年努力,其形成机理仍是未解之谜。
日前,复旦大学物理学系赵俊教授团队、中国科学院物理研究所研究员郭建刚团队、北京高压科学研究中心研究员曾桥石团队,合作证实了镍氧化物中具有压力诱导的体超导电性,其超导体积分数达到86%,为人们理解高温超导机理提供了新的视角和平台。
什么是超导体
所谓超导体,是在特定转变温度之下电阻为零且呈现完全抗磁性的材料,能广泛应用于电力传输和储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域,具有重要的科学研究和技术应用价值。迄今为止,已有10位科学家因超导研究获诺贝尔奖。从复旦大学获悉,该校物理学系赵俊教授团队利用高压光学浮区技术成功生长了三层镍氧化物,证实了镍氧化物中具有压力诱导的体超导电性,其超导体积分数达到86%,这意味着又一新型高温超导体被发现。该成果发表于国际学术期刊自然。
超导体是指在特定温度条件下电阻为零且呈现完全抗磁性的材料,能广泛应用于电力传输和储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域。赵俊介绍,研究高温超导的一个重要课题是寻找新型高温超导体,这既能从新的角度寻找理解高温超导机理的线索,同时新的材料体系也可能提供新的应用前景。
高温超导研究的突破大多由实验、特别是新超导体的发现驱动,至今还有很多现有理论无法完全解释的现象。赵俊介绍,镍氧化物单晶样品的生长条件十分苛刻,容易出现多种成分的镍氧化物层状共生的现象,这可能是镍氧化物超导含量低的原因。
镍氧化物被认为是实现高温超导电性的重要候选材料之一。赵俊教授团队此次成功合成了高质量三层镍氧化物单晶样品,样品在低于超导临界温度下表现出零电阻和完全抗磁的迈斯纳效应,超导体积分数与铜氧化物高温超导体接近,有力证明了镍氧化物的体超导性质。赵俊教授团队利用高压光学浮区技术生长了大批样品,在不断寻找总结规律基础上,最终成功合成了纯相三层镍氧化物单晶样品。
此外,研究还发现三层镍氧化物呈现出奇异金属和独特的层间耦合行为,为人们理解高温超导机理提供了新的视角和平台。
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