中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型高溫超導(dǎo)體,什么是超導(dǎo)體？高溫超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),打破了人們對(duì)超導(dǎo)只能存在于極低溫的認(rèn)知。但經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家近四十年努力,其形成機(jī)理仍是未解之謎。
日前,復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系趙俊教授團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員郭建剛團(tuán)隊(duì)、北京高壓科學(xué)研究中心研究員曾橋石團(tuán)隊(duì),合作證實(shí)了鎳氧化物中具有壓力誘導(dǎo)的體超導(dǎo)電性,其超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到86%,為人們理解高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了新的視角和平臺(tái)。
什么是超導(dǎo)體
所謂超導(dǎo)體,是在特定轉(zhuǎn)變溫度之下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料,能廣泛應(yīng)用于電力傳輸和儲(chǔ)能、醫(yī)學(xué)成像、磁懸浮列車、量子計(jì)算等領(lǐng)域,具有重要的科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。迄今為止,已有10位科學(xué)家因超導(dǎo)研究獲諾貝爾獎(jiǎng)。從復(fù)旦大學(xué)獲悉,該校物理學(xué)系趙俊教授團(tuán)隊(duì)利用高壓光學(xué)浮區(qū)技術(shù)成功生長(zhǎng)了三層鎳氧化物,證實(shí)了鎳氧化物中具有壓力誘導(dǎo)的體超導(dǎo)電性,其超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到86%,這意味著又一新型高溫超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)。該成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊自然。
超導(dǎo)體是指在特定溫度條件下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料,能廣泛應(yīng)用于電力傳輸和儲(chǔ)能、醫(yī)學(xué)成像、磁懸浮列車、量子計(jì)算等領(lǐng)域。趙俊介紹,研究高溫超導(dǎo)的一個(gè)重要課題是尋找新型高溫超導(dǎo)體,這既能從新的角度尋找理解高溫超導(dǎo)機(jī)理的線索,同時(shí)新的材料體系也可能提供新的應(yīng)用前景。
高溫超導(dǎo)研究的突破大多由實(shí)驗(yàn)、特別是新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng),至今還有很多現(xiàn)有理論無(wú)法完全解釋的現(xiàn)象。趙俊介紹,鎳氧化物單晶樣品的生長(zhǎng)條件十分苛刻,容易出現(xiàn)多種成分的鎳氧化物層狀共生的現(xiàn)象,這可能是鎳氧化物超導(dǎo)含量低的原因。
鎳氧化物被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)電性的重要候選材料之一。趙俊教授團(tuán)隊(duì)此次成功合成了高質(zhì)量三層鎳氧化物單晶樣品,樣品在低于超導(dǎo)臨界溫度下表現(xiàn)出零電阻和完全抗磁的邁斯納效應(yīng),超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)與銅氧化物高溫超導(dǎo)體接近,有力證明了鎳氧化物的體超導(dǎo)性質(zhì)。趙俊教授團(tuán)隊(duì)利用高壓光學(xué)浮區(qū)技術(shù)生長(zhǎng)了大批樣品,在不斷尋找總結(jié)規(guī)律基礎(chǔ)上,最終成功合成了純相三層鎳氧化物單晶樣品。
此外,研究還發(fā)現(xiàn)三層鎳氧化物呈現(xiàn)出奇異金屬和獨(dú)特的層間耦合行為,為人們理解高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了新的視角和平臺(tái)。
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