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

  • 第23届中国-东盟博览会在南宁闭幕

  • 今天凌晨,天安门广场大花篮亮相了

独家策划

推荐阅读
一个优良豆类品种的诞生,至少需1代杂交、6代自交,用传统育种方式得花10年左右。10年后的“新品种”,还能满足市场需求吗?尽可能缩短育种时间,才能减少不确定性。
2026-09-22 09:18
目前,“拉索”已联合“天关”“中国天眼”“银河画卷”等不同波段天文设施形成新的队伍,对重要科学问题进行攻关。
2026-09-22 09:09
记者从中国地质大学(北京)邢立达课题组获悉,中外科学家团队在安徽下三叠统南陵湖组地层中发现巨型鲎类遗迹化石。
2026-09-22 09:01
西北大学地质学系研究员韩健等联合国内外研究学者,在距今5.18亿年的云南澄江生物群中发现了步带动物新物种——胶膜玉净虫。
2026-09-22 09:00
在甘肃科技馆的科学市集“创想驿站”,兰州市第二十二中的段延浩站在自己制作的模型前,沿着风机、太阳能板、储电仓一路介绍。
2026-09-22 08:59
“面向智能社会的科学素质:机遇、挑战与变革”
2026-09-22 08:07
2026科普中国智库论坛暨第三十二届全国科普理论研讨会
2026-09-21 17:29
棘皮动物辐射对称,具钙化骨骼和管足;半索动物两侧对称,身体柔软并保留鳃裂。由此推论,步带动物两个门类的共同祖先并非此前推测的无触手蠕虫状动物,实际上部分类群已经具有较为发达的滤食附肢。
2026-09-21 09:23
弘扬科学家精神,既要有庄重的纪念,也需要在生活中讲好具体的、鲜活的人和故事。
2026-09-21 09:18
20日,在由中国科普研究所主办的2026科普中国智库论坛暨第三十二届科普理论研讨会上,数项新成果——《国家科普能力发展报告(2024—2025)》、《中国公民科学素质报告(2025—2026)》、《科普服务高质量发展智库报告》、《鼎新致远:科普服务高质量发展的实践探索》、“科普人才培养丛书”及《中国科幻发展年鉴2026》发布。
2026-09-21 09:16
北京大学第三医院运动医学科副主任医师刘振龙对此给出了一个基本判断:“AI+医生”人机协作模式的探索,将进一步推动AI技术与专业医疗服务的融合创新。今年5月,复旦大学附属中山医院“胸部一扫多查智能体”落地应用,处理病例已超250万例。
2026-09-21 09:15
记者20日从科技部获悉,2025年度全国科普统计数据显示,我国科普经费投入稳健增长,公共财政投入发挥引领作用,2025年全国科普工作经费筹集额达243.98亿元,比2024年增长9.8%。
2026-09-21 09:08
工业和信息化部近期印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,提出到2030年,全面建成覆盖完善、性能领先的新一代通信网,为到2035年基本实现信息通信行业现代化奠定坚实基础。新一代通信网是以6G为代表的下一代通信基础设施,是通信、感知、计算、智能深度融合的全新网络形态。
2026-09-20 09:30
2026海洋合作发展论坛日前在山东青岛举办。论坛上发布的《中国海洋发展指数报告2026》显示,2025年中国海洋发展指数为132.3,比上年增长2.5%,海洋经济高质量发展稳步推进,海洋强国建设取得新成效。
2026-09-20 02:25
工业和信息化部、国家发展改革委等十部门18日发布《医药工业发展“十五五”规划》。规划提出,到2030年,生物医药研发应用稳居世界前列,创新驱动效能充分释放,重点领域关键核心技术实现系统性突破。
2026-09-20 02:35
赛场空域,细如发丝的光纤从指尖牵向无人机,操控手屏息凝神,稳稳控住摇杆,指尖稍一晃动,任务成败便在毫厘之间。湖畔的测试区域,学生们手握遥控器,操控自研履带车沿着岸边缓缓“散步”,在低速行进中认真打磨每一处细节。
2026-09-20 02:25
望宇登月服研制工作已攻克数十项关键技术。
2026-09-20 09:26
学术专著《医学传播学通论》由上海科技教育出版社正式出版。
2026-09-18 20:52
近期,我国北方多地进入秋季花粉高峰期。秋季致敏花粉主要来自蒿属、葎草属、豚草属、藜科、苋科等草本植物。这些植物的花并不显眼,却能产生数量庞大的花粉。
2026-09-18 10:20
一个月球上新形成的陨石坑,让研究人员有机会了解这颗离我们最近的天体的复杂地质构造。该陨石坑由发生在2024年的一次小行星撞击形成,直径约为222米,是迄今人们亲眼观测到形成过程的最大陨石坑。
2026-09-18 10:24
加载更多