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

  • 中美“乒乓外交”55周年纪念大会暨中美青少年体育交流系列活动启动仪式在京举行

  • 长沙举行首届中药农业博览会

独家策划

推荐阅读
我们并不缺成果、人才与产业雄心,真正要补上的,是那批能将成果带过“最后一公里”的人
2026-04-10 14:38
春风送暖,踏青正当时,但接连不断的喷嚏、鼻痒、眼痒等过敏症状,却让不少人的春日心情打了折扣。
2026-04-10 10:30
“四月不减肥,五月徒伤悲。”春暖花开,网上晒运动、轻食的人多了起来。不少人把减重当作迎接春天的第一件事,尤其对很多女性而言,拥有理想身材的第一步就是减重。
2026-04-10 10:28
9日,国家卫生健康委、中央社会工作部、中央政法委等25部门联合印发《健全社会心理服务体系和危机干预机制实施方案》,部署5方面18项主要任务,明确到2030年基本健全覆盖全人群、全生命周期的社会心理服务体系和危机干预机制。
2026-04-10 09:56
新华社北京4月9日电第十四届全国人民代表大会第四次会议通过了《中华人民共和国生态环境法典》,法典单行本已由人民出版社出版,即日起在全国新华书店发行。
2026-04-10 09:56
就说春耕:老把式一手扶犁,一手扬鞭,汗水顺着脊背往下淌……  再看今朝:铁牛代替了水牛,无人机施肥撒药,手机指挥收割浇水,早已不再是新闻。相信随着越来越多的新技术、新方法走进田野,干农业会越来越安逸,农业这碗饭会越来越有嚼头。
2026-04-10 09:56
人工智能时代,我们如何更好就业创业?如何推动人工智能与就业创业深度融合?第四期光明智库民生论坛,我们邀请专家共同探讨人工智能时代的就业创业这一新课题。
2026-04-09 10:28
2026年的智能驾驶行业,正经历一场意味深长的路线分化。
2026-04-09 10:24
在贵州,无人机的身影成为山地农业的新风景,展现出通用航空业赋能山地农业高质量发展的广阔前景。
2026-04-09 10:12
碳排放看不见、摸不着,却关乎每一场国际气候谈判、每一笔碳关税账单。
2026-04-09 10:09
人工智能在延伸人类能力的同时,也深刻改变着就业创业形态和劳动力市场结构。我们既拥抱着技术进步带来的无限可能,也要理性审视挑战、主动适应变革。
2026-04-09 10:08
构建“科研—科普—科创”融合闭环,让科普全程嵌入新质生产力培育链条,方能破解成果转化低效、创新协同不足等突出问题。
2026-04-09 10:02
从实验室到田间地头,辽宁省农科院为科研院所、高校、种业企业等单位提供种质资源共享服务,打通种质资源转化的“最后一公里”,让良种真正走进千家万户。
2026-04-09 09:50
北京大学先进制造与机器人学院刘珂课题组与杨林课题组合作,从折纸艺术中获得灵感,成功实现了无需外部输入的电子器件智能温度控制,相关指标刷新世界纪录。
2026-04-09 09:47
最近,中国海洋大学教授、青岛海洋生物医药研究院首席科学家于广利远赴智利,只为一株南极褐藻。2014年,青岛海洋生物医药研究院正式运行,BG136成为其孵化的第一个海洋新药项目。
2026-04-08 09:51
4月7日,贵州省贵阳市,北京积水潭医院贵州医院医生在指导患者进行脑机接口康复训练。信息多跑路、群众少跑腿的背后,是西青区紧密型医共体数据互通共享,让信息实时对接、问题协同处置。
2026-04-08 09:49
绿色获得感,源自对优美生态最直观的感受,是看得见、摸得着的民生福祉。绿色获得感,源自生态与产业共促,让绿水青山成为富民兴业的金山银山。绿色获得感,源自城乡融合发展,让良好生态空间全民共享。
2026-04-08 09:44
2月5日,自然资源部组织的中国第42次南极考察队在东南极麒麟冰下湖区域,成功完成我国首次南极冰层热水钻探试验,突破国际极地热水钻探2540米的最深纪录,标志着我国具备在90%以上的南极冰盖和全部北极冰盖开展钻探研究的能力。
2026-04-08 09:43
当前,我国已进入中度老龄化阶段,失能、失智、高龄老年人逐年增多,养老服务需求呈现专业化、多样化、个性化特征。
2026-04-08 09:41
黄色的花在春天更早绽放,是植物经历数亿年的自然进化形成的一系列生存策略。
2026-04-07 10:29
加载更多