点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:综合极端条件实验装置助力镍基高温超导研究取得新进展
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

综合极端条件实验装置助力镍基高温超导研究取得新进展

来源:光明网2024-10-03 08:34

  光明网讯(记者宋雅娟)近日,中国科学院物理研究所综合极端条件实验装置(SECUF)的程金光团队和周睿团队联合国内外多个研究团队,在镍基高温超导体的研究中取得了重要进展。他们充分发挥SECUF独特实验测量技术的优势,在La2PrNi2O7多晶样品中同时提供了高压下实现块体高温超导电性的两个关键实验证据,即零电阻和完全抗磁性,澄清了目前La3Ni2O7中高温超导电性起源和体超导的争议问题,并揭示了微观结构无序对高温超导电性的不利影响。相关成果以“La2PrNi2O7高压四方相的块体高温超导电性”为题,于2024年10月2日发表在《自然》杂志上。

  高温超导体由于在变革性技术方面具有巨大的应用前景而备受关注,发现新的高温超导体系并揭示其物理机制是超导领域的研究前沿。

  去年,我国学者发现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热潮。随后,我国学者在La3Ni2O7体系中成功观察到零电阻态,但关于其完全抗磁性的实验证据仍然缺乏。

  此外,实验研究显示La3Ni2O7单晶样品由于稳定生长的氧压范围很窄,容易出现化学组分不均匀、内顶角氧空位以及多种镍氧化物共存等问题。这造成目前关于La3Ni2O7中高温超导电性的起源以及能否实现体超导态(完全抗磁性)等核心科学问题仍存在争议,严重阻碍了镍基高温超导体的研究进程。

  针对上述关键科学问题,该团队调整思路将研究对象转向晶体质量更易控制的多晶样品,采用离子半径较小的Pr部分替代La成功抑制了La3Ni2O7中不同镍氧化物共生和内顶角氧空位等问题,制备了单相性良好的具有双镍氧层结构的La2PrNi2O7多晶样品,并在该样品中同时观测到零电阻(Tconset= 82.5K,Tczero= 60K)和完全抗磁性(超导屏蔽体积分数达到97%)。该研究结果表明镍基高温超导电性起源于双镍氧层钙钛矿相,并揭示微观结构无序对La3Ni2O7中高温超导电性的不利影响。这一工作对于镍基高温超导材料的进一步优化设计与合成具有重要指导作用,将推动镍基高温超导体的研究进程。

  在该项研究中,SECUF的A2-六面砧高压实验站和A6-强磁场核磁共振实验站发挥关键作用。其中,A2实验站提供的大腔体多砧高静水压物性测量技术,能在最大程度上保证压力的各向同性和均匀性,有效克服了镍基超导材料对非静水压环境异常敏感而无法实现零电阻的难题。 A6实验站的核四极矩共振(NQR)测量技术,提供了一种定量确定样品中不同镍氧化物相比例以及界面等微观结构无序的方法。

  SECUF是国家“十二五”重大科技基础设施,已建成国际先进的集极低温、超高压、强磁场和超快光场等综合极端条件为一体的用户实验装置,可极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。SECUF(北京部分)于2017年开始动工,2023年初全面投入试运行,20个实验站对国内外用户开放。目前,SECUF提供的高压、低温和磁场等极端实验条件已助力用户在La3Ni2O7单晶和La4Ni3O10单晶中相继发现了高压诱导的高温超导电性,相关成果发表在《自然》杂志上(Nature 621, 493 (2023);Nature 631, 531 (2024))。未来,SECUF将继续为新型高温超导材料的探索与机理研究提供重要支持,期待更多重要成果的涌现。

综合极端条件实验装置助力镍基高温超导研究取得新进展

  图.综合极端条件实验装置的六面砧高压实验站和强磁场核磁共振实验站的实物照片,以及La2PrNi2O7多晶样品的高压结构演化和超导相图。

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 浙江温州:做好应急抢险工作 应对台风“白海豚”影响

  • 福建新泉:红色文化助力乡村振兴

独家策划

推荐阅读
如果一个人童年时曾遭遇不幸和逆境,常让他在成年后面对风浪时,更容易陷入焦虑、抑郁等情绪障碍。目前,人们还没有能治疗童年逆境对大脑深远影响的办法,其中一个重要原因,就是过去没弄清背后的分子机制。
2026-08-11 09:41
日前发布的《加快农业农村现代化“十五五”规划》,将粮食综合生产能力确定为约束性指标,明确提出粮食综合生产能力从2025年的1.39万亿斤,提升到2030年的1.45万亿斤左右。在汶上县,2025年粮食种植面积稳定在150万亩、产量超过14亿斤;今年小麦平均亩产581.5公斤,眼下秋粮玉米长势喜人。
2026-08-11 09:39
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。氢能能量密度大,在长距离运输上有优势,被应用于公交客运、冷链运输、干线物流等场景。依托国家氢能示范城市群政策牵引,截至2025年底,我国氢燃料电池汽车累计销量近4万辆,氢燃料电池应用场景向矿卡、船舶、无人机、轨道交通等延伸。
2026-08-11 09:35
5月4日,人们在浙江省杭州市文三数字生活街区的AI黑科技市集上体验DeepSeek(深度求索)的人工智能大模型。从东南亚的政务服务到中东的能源行业,从欧美的初创企业到拉美的电商平台,中国大模型正在用实实在在的能力赢得全球用户的信赖。
2026-08-11 09:31
今年4月,上海极地考察国内基地,中国极地研究中心(中国极地研究所)极地船舶管理中心主任赵炎平望着完成考察任务的“雪龙”号,嘴角微微上扬,脸上洋溢着笑容。系统正式投运那一刻,孙宏斌说自己“很激动”,因为我国极地科考告别了40年的柴油依赖,率先迈入绿色能源新纪元。
2026-08-11 09:26
研究团队在实验室造了一个微型“知识世界”:图片是节点,关联概率是连线——像城市路网,有的路口四通八达,有的只有羊肠小道。罗欢说:“这意味着,那短短的先期接触,已经在大脑中搭起了一副以核心结构为支撑的压缩骨架。
2026-08-11 09:25
望远镜建起来后,让它们高效、智能、持续地产出高质量数据及成果,才是真正的挑战。而这道题的关键解法,就是人工智能。
2026-08-10 09:58
中国环流三号装置升级改造项目低温系统罐区14台大型储罐日前全部安装就位,标志着核聚变研究从零散单点技术攻关正式跨入多系统协同集成的工程化新阶段。
2026-08-10 09:57
近年来,我国加快布局空、海、潜一体化智能装备体系,构建起全域覆盖、自主可控的海洋立体安防网络,为海洋产业高质量发展筑牢安全屏障。
2026-08-10 09:55
当前,分散化、碎片化的创新模式已无法适应高水平科技自立自强的新要求,必须加快构建支持全面创新的体制机制,为发展新质生产力、确保2035年进入创新型国家前列提供澎湃动能。
2026-08-10 09:51
通用人工智能是人工智能发展的技术初心和前沿,是引领智能革命、重塑国家竞争力的战略制高点。新征程上,我们应勇担使命,积极探寻实现通用人工智能的中国道路。
2026-08-10 09:49
这不只是一幅地质图,还是一套中国自主的图例标准。
2026-08-07 09:48
最近不少“中国神器”在全球刷屏。这些出圈的国货新品,早已摆脱低端代工、低价走量的旧标签,折射出中国制造的创新迭代与品质跃升。国货新品不断出圈、新产业蓬勃发展的背后,是中国制造的硬核实力。
2026-08-07 09:47
今年7月,国家药监局批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。5月,恒瑞医药与百时美施贵宝达成新药授权合作,确定性付款9.5亿美元……今年以来,我国新药的好消息不断。
2026-08-07 09:47
在数据要素赋能方面,2025年国家数据局发布了100个公共数据“跑起来”示范场景,联合19个部门组织举办2025年“数据要素×”大赛并发布241个典型案例。
2026-08-07 09:46
近日,北京市14家市属公园陆续迎来多款机器人“新员工”,它们在公园“上岗”,承担清洁清扫、智慧巡检、问询导览、水面救援、绿化养护、生态监测等多项任务,将智慧服务融入公共生活。
2026-08-07 03:10
团队攻克了满足多功能、智能化的海缆敷设双通道布缆作业系统设计技术,使作业系统具备高度自动化和智能化水平。
2026-08-06 09:48
近日,云深处自主研发生产的四足机器人完成海关通关后出口瑞士,用于当地厂区安防、地下管网隐患排查等业务场景。“核电安全标准严苛,产品能够在瑞士核电站成功落地,充分印证国产机器人的稳定性和可靠性,我们已达成扩产合作意向。
2026-08-06 09:48
记者6日从中国科学院高能物理所获悉,我国科研人员领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,历经15年实验研究,首次证明一类全新物质形态——胶球的存在。
2026-08-06 09:47
记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉,该所科研团队与合作者依托强流重离子加速器装置(HIAF),成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153。实验中,团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶,通过弹核碎裂反应产生放射性核素。
2026-08-06 09:47
加载更多