7月17日晚間，全球頂尖科學期刊《自然》雜志在線發(fā)布了復旦大學物理學系趙俊教授團隊的一項重大科研成果。該團隊成功合成了高質(zhì)量的三層鎳氧化物La4Ni3O10單晶樣品，并首次證實其在高壓下展現(xiàn)出優(yōu)異的體超導電性，其超導體積分數(shù)高達86%，這一發(fā)現(xiàn)為高溫超導機理的研究開辟了新的道路。

       該研究成果以“Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10-δ single crystals”（加壓三層 La4Ni3O10-δ單晶的超導性）為題發(fā)表于最新一期的《自然》?！蹲匀弧吠谠凇靶侣労陀^點”（News&Views）專欄對該文進行亮點推薦和介紹。

       超導體，這一在特定轉(zhuǎn)變溫度之下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料，自1911年被荷蘭物理學家海克·卡末林·昂內(nèi)斯在汞中首次發(fā)現(xiàn)以來，便因其獨特的物理性質(zhì)和廣泛的應用前景而備受關注。隨著科學技術的不斷進步，科學家們逐漸認識到超導現(xiàn)象不僅存在于極低溫的常規(guī)金屬和合金中，更在后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)了高溫超導現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)徹底打破了人們對超導只能存在于極低溫的傳統(tǒng)認知。

       高溫超導現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了全球科學家的研究熱情，他們致力于尋找新型高溫超導體，以揭示其背后的科學機理并推動相關技術的實際應用。多年來，盡管科學家們已經(jīng)取得了諸多進展，但高溫超導的形成機理仍然是科學界亟待解決的重大科學問題之一。

       鎳元素，作為元素周期表中緊鄰銅元素的金屬，其氧化物被認為是實現(xiàn)高溫超導電性的重要候選材料之一。然而，由于鎳氧化物中實現(xiàn)超導電性的條件極為苛刻，長期以來科學家們在這一領域的研究進展緩慢。近年來，隨著研究手段的不斷進步和研究的深入，科學家們逐漸在鎳氧化物中發(fā)現(xiàn)了一些具有超導電性的體系，但這些體系往往存在超導轉(zhuǎn)變溫度低、超導體積分數(shù)小等問題，難以滿足實際應用的需求。

       趙俊教授團隊利用先進的高壓光學浮區(qū)技術，克服了鎳氧化物單晶生長條件極為苛刻的難題，成功制備出純相的三層La4Ni3O10單晶樣品。這一創(chuàng)新性的成果不僅展示了鎳氧化物在高溫超導領域的巨大潛力，還為實現(xiàn)更高溫度下的體超導電性提供了重要依據(jù)。

趙?。ㄇ芭抛笕┱n題組成員合影 （圖片來源：復旦大學官方微信號）

       研究表明，在69GPa的壓力條件下，La4Ni3O10單晶樣品的超導臨界溫度達到了30K，遠低于傳統(tǒng)超導材料所需的極低溫環(huán)境，標志著高溫超導現(xiàn)象的又一重要進展。更為引人注目的是，該單晶樣品的超導體積分數(shù)達到了驚人的86%，這一數(shù)字與銅氧化物高溫超導體相當，有力證明了鎳氧化物同樣具備實現(xiàn)體超導電性的能力。

       趙俊教授指出，三層鎳氧化物La4Ni3O10的獨特三明治結(jié)構使得其內(nèi)層和外層NiO2面具有不同的化學環(huán)境和物理性質(zhì)，這為調(diào)控超導電性提供了更多可能性。此外，該體系表現(xiàn)出的奇異金屬行為和獨特的層間耦合現(xiàn)象，也為理解高溫超導機理提供了新的視角和平臺。

       《自然》雜志在同期“新聞和觀點”專欄中對該研究成果進行了亮點推薦和詳細介紹，高度評價了趙俊教授團隊在高溫超導領域取得的這一重大突破。該成果不僅豐富了高溫超導材料的種類，更為探索新型高溫超導材料、推動超導技術的實際應用提供了重要支撐。

       高溫超導材料的發(fā)現(xiàn)和應用對于電力傳輸、儲能、醫(yī)學成像、磁懸浮列車以及量子計算等領域具有深遠影響。隨著科學研究的不斷深入，高溫超導機理的逐步揭示，未來有望出現(xiàn)更多具有更高超導轉(zhuǎn)變溫度和更優(yōu)異性能的高溫超導材料，為人類社會帶來革命性的技術變革。