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我國科學家在超導材料方面獲重要突破
2025年02月19日 13:27:56
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：4825
南方科技大學、粵港澳大灣區(qū)量子科學中心與清華大學聯合研究團隊公開了新的研究成果，他們發(fā)現了了常壓下鎳氧化物的高溫超導電性，這有望成為解決高溫超導機理的科學難題的重要突破口。
超導材料指在特定溫度(超導臨界溫度)以下電阻為零的導體。電阻是導體本身的一種性質，簡單來說就是其對電流阻礙作用的強弱。因為電阻的存在，電流通過導體時難免出現能量損耗。換言之，超導材料可以避免或者極大程度減少這種損耗，因此被認為是未來理想的導電材料。更重要的一點是，由于超導材料處于超導狀態(tài)時，自身磁通量將全部被排除出體外，磁感應強度恒等于0，因此超導材料也被認為是具備完全抗磁性的特殊材料，這一點使得其在磁懸浮領域也被給予厚望。
然而，這些理論都建立在我們可以有效應用超導材料的前提下。事實上，超導材料的發(fā)展面臨著諸多問題。首先基本的一點就是低溫限制。事實上，目前發(fā)現的超導材料，對于溫度的要求都十分苛刻，這限制了超導材料的使用條件，增加了超導材料的應用難度與成本。再次基礎上，現有超導材料還存在質地普遍較脆的情況，難以進行復雜化的加工或者滿足高強度工作需要。
這因如此，目前材料學一個重要的研究方向，便是尋找溫度在可控范圍內，盡可能接近常溫常壓的超導材料。而就在近日，我國科學家收獲了重要突破。
在近日南方科技大學舉行的高溫超導研究重大成果發(fā)布會上，南方科技大學、粵港澳大灣區(qū)量子科學中心與清華大學聯合研究團隊公開了新的研究成果，他們發(fā)現了了常壓下鎳氧化物的高溫超導電性，這有望成為解決高溫超導機理的科學難題的重要突破口。
高溫超導一般指超導臨界溫度在77K(液氮溫度)以上的超導體，目前高溫超導的機理至今尚未完全清楚，但是可以確定的一點是，這類超導材料是目前我們現階段實現成果轉化可能性相對較高的超導材料。
據悉該團隊自主研發(fā)了“強氧化原子逐層外延”技術。這種技術可以在精準控制化學配比的情況下實現原子層的精確逐層生長。通過這種方法，能夠構建結構復雜且熱力學亞穩(wěn)但晶體質量趨于完美的氧化物薄膜。
基于此，研究團隊成功在極強氧化環(huán)境下固定住了原本需要極高壓環(huán)境下才能穩(wěn)定存在的原子結構，精確排列鎳、氧等原子，構建出納米級厚度的超薄膜，在常壓環(huán)境下實現了鎳氧化物材料的高溫超導電性，使其成為繼銅基、鐵基之后，第三類在常壓下突破“麥克米蘭極限”的高溫超導材料體系。目前該成果已經被央視在內多家媒體報道，并且相關成果也已經刊登于國際學術期刊《自然》上。
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