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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(wǎng) 作者：小王 點擊量：4757
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(lián)合研究團隊公開了新的研究成果，他們發(fā)現(xiàn)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(zhì)，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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)有超導材料還存在質(zhì)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(nèi)，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(lián)合研究團隊公開了新的研究成果，他們發(fā)現(xiàn)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(xiàn)階段實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化可能性相對較高的超導材料。
據(jù)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(xiàn)原子層的精確逐層生長。通過這種方法，能夠構建結(jié)構復雜且熱力學亞穩(wěn)但晶體質(zhì)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(jié)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(xiàn)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(jīng)被央視在內(nèi)多家媒體報道，并且相關成果也已經(jīng)刊登于國際學術期刊《自然》上。
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