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

  • 春暖农忙

  • 浙江嘉兴:城市文旅新地标助力春季旅游消费

独家策划

推荐阅读
记者24日从农业农村部获悉,农业农村部近日印发通知,督促指导各地依法严厉打击坑农害农、危害粮食安全和农产品质量安全违法行为,守护群众“舌尖上的安全”,持续夯实国家粮食安全根基。
2026-03-25 10:22
氢能兼具能源、资源、储能介质三重属性,氢能产业科技含量高、低碳属性强、发展空间大。通知提出到2030年,通过应用规模扩大,推动氢能应用技术、工艺、装备创新突破,实现燃料电池、电解槽、储运装置和材料等迭代升级,推动氢能成为新的经济增长点,支撑实现经济社会发展全面绿色转型。
2026-03-25 10:21
林间密密麻麻的印痕,正是东北虎豹国家公园生态环境越来越好的体现。在科技守护与不懈坚守下,东北虎豹国家公园的生态成果愈发显著:东北虎和东北豹的数量由公园试点初的27只和42只,增长至当前的70只和80只左右。
2026-03-25 10:11
国家卫生健康委和中国气象局24日联合发布首期全国花粉浓度预报服务提示,为公众提供精准防护指引。目前正值春季,以木本植物花粉传播为主,建议过敏人群及时关注本地花粉浓度和种类变化,必要时明确过敏原,提前做好防护和出行安排。
2026-03-25 10:04
自然资源部日前发布四川省冕宁县牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目成果,矿区新增稀土资源量966.6万吨。据悉,牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目还新增伴生萤石资源量2713.5万吨、伴生重晶石资源量3722.8万吨,均达到超大型规模,具有重大战略意义。
2026-03-25 10:00
记者了解到,自20世纪60年代推广杂交玉米种以来,我国玉米的单产提高了约2.7倍,其中51%的增益都来自优良杂交种的选育与应用。进一步研究发现,在现代杂交育种过程中,玉米的基因有害变异被不断清除或互补,并且,杂交种中有害等位基因被抑制表达的比例与其产量和育成年代同步增长。
2026-03-24 09:29
2023年,国务院部署开展专利转化运用专项行动(以下简称“专项行动”)。教育部科学技术与信息化司司长周大旺表示,教育部着力畅通科技成果转化的链条,加速把高校丰富的专利转变为产业发展的红利。
2026-03-24 09:28
走进内蒙古博物院的有机质文物修复室,时间似乎放慢了脚步,空气中透着静谧,只有工具偶尔轻碰的细微声响。”  无机质文物修复室里,文物修复师季园园展示了另一种“手术”场景。
2026-03-24 09:28
柳申滨最初以针刺治疗皮肤炎症及穴位敏化机制为切入点,试图探寻针刺调控皮肤靶器官的效应规律。”  通过和临床医生交流,柳申滨了解到,在压力、焦虑等心理应激状态下,特应性皮炎患者的皮肤炎症会显著加重。
2026-03-24 09:28
全球最大人工智能(AI)模型API聚合平台OpenRouter最新数据显示,3月16日至3月22日,全球AI大模型总调用量为20.4万亿Token,环比增长20.7%。”
2026-03-24 09:28
杂交稻的大面积推广显著提升了水稻产量,但其生产长期依赖程序复杂、成本高昂且需年年重复的杂交制种过程。
2026-03-23 09:40
近日,澳大利亚一位机器学习领域科技企业家,通过人工智能大模型自行设计肿瘤疫苗,救治自家患癌宠物犬的故事广受关注。
2026-03-23 09:39
记者从中国石化获悉,我国首套全链条国产化溶液法聚烯烃弹性体工业化装置在天津进入试运行,相关生产技术取得原创性突破,将有效缓解我国光伏等战略性新兴产业对该材料的进口依赖。
2026-03-23 09:33
中国气象局日前发布了2025年度“中国十大气象科技进展”。3年来,评选工作有效推动气象科技成果涌现,助力资源共建共享,大力弘扬科学家精神,促进气象教育科技人才一体推进,持续激发科技能力和人才活力。
2026-03-23 09:32
3月22日是第三十四个“世界水日”,第三十九个“中国水周”同步开启。以非常规水利用为例,我国近年来在农业节水增效、工业节水减排、城镇节水降损等领域取得显著成效。
2026-03-23 09:28
“遥感是人们在距离和感官上的延伸,是认知地球、探查资源、监测环境的重要技术手段。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、湖南省科学技术协会、中南大学、光明网联合承办。
2026-03-20 09:42
每年春季,花粉过敏会给不少人带来困扰。该检测试剂盒采用微量血清特异性洋白蜡花粉过敏原IgE定量检测,用以辅助诊断,成为目前用于花粉症精准诊断的主要方法。
2026-03-20 09:39
3月18日,记者从新疆电力交易中心有限公司获悉,自2010年启动“疆电外送”以来,新疆累计外送新能源电量已达3043.6亿千瓦时,约占总外送电量的三成。
2026-03-20 09:39
吕小康:从现实语义上看,情感AI既指能够识别、理解、模拟和响应人类情感的人工智能技术,也指基于这类技术设计和开发的情感智能体。吕小康:为引导青年群体健康使用情感AI,还需要进一步加强协同治理,培育积极有益的陪伴型人工智能应用环境。
2026-03-20 09:36
据3月17日农情调度,全国早稻育秧已三成半,同比略快。据介绍,北方冬小麦当前的田管重点是继续促进弱苗转化升级,抓好病虫防控,防范春旱、倒春寒、干热风等灾害。“近日国家启动投放1000余万吨氮磷及复合肥储备,作为国家化肥储备重要承储主体,全国供销合作社系统农资企业积极按要求将储备化肥及时集中投放市场,稳定市场价格。
2026-03-20 09:36
加载更多