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光明日报上海7月18日电（记者颜维琦）超导体因巨大应用潜力备受关注，寻找新型高温超导体是科学界孜孜以求的目标。记者从复旦大学获悉，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%。研究还发现该类材料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。北京时间7月17日晚，该研究成果发表于最新一期的《自然》杂志。
超导体指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。多年来，世界各国科学家围绕高温超导现象进行了各种形式的深入研究，但经过近40年努力，其形成机理仍是未解之谜。
研究高温超导的一个重要课题，就是寻找新型高温超导体。一方面，人们希望从新的角度寻找理解高温超导机理的线索；另一方面，新的材料体系也可能提供新的应用前景。
镍元素在元素周期表中紧邻铜元素，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。但以往研究发现，在镍氧化物中实现超导电性的条件十分苛刻。赵俊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。
“高温超导研究的突破大多由新超导体的发现驱动，至今为止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，需要在特定的高氧压的环境中，保持高温和尖锐的温度梯度，才能实现单晶样品的稳定生长。由于成相的氧压窗口很小，因此容易出现多种成分的镍氧化物层状共生的现象，且生长过程中极易出现大量顶点氧位置的缺陷，这可能是镍氧化物超导含量低的原因。”
下一步，该团队将继续聚焦高温超导领域重大问题，探究不同体系高温超导体的内在联系和机理，理解和发现更高性能的高温超导体。
《光明日报》（2024年07月19日 08版）
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