納米尺上“搭積木”：中國科學家發現常壓下鎳氧化物具高温超導電性

由國家最高科學技術獎獲得者薛其坤院士領銜的南方科技大學、粵港澳大灣區量子科學中心與清華大學聯合研究團隊於北京時間2月18日在國際學術期刊《自然》線上發表研究成果，發現常壓下鎳氧化物的高温超導電性，為解決高温超導機理的科學難題提供了新突破口。

超導好比電力高速公路上的“零能耗跑車”，電流通過時完全沒有損耗，被廣泛認為具有顛覆性的技術前景。超導現象自1911年被發現以來，尋找在常壓下突破40K“麥克米蘭極限”的更高温度的超導材料成為國際科學界的一個重要研究方向。

針對這一挑戰，三年來，由薛其坤院士與陳卓昱副教授率領的研究團隊持續攻關，自主研發了“強氧化原子逐層外延”技術。這項技術可以在氧化能力比傳統方法強上萬倍的條件下，依然實現原子層的逐層生長，並精確控制化學配比，如同在納米尺度上“搭原子積木”，構建出結構複雜、熱力學亞穩、但晶體質量趨於完美的氧化物薄膜，這是氧化物薄膜外延生長技術的一次重大跨越，不僅為包括寬禁帶半導體等各類氧化物的缺氧難題提供瞭解決方案，還極大地拓展了高温超導等強關聯電子系統的人工設計與製備。

該研究成果在常壓環境下實現了鎳氧化物材料的高温超導電性，這一發現使鎳基材料成為繼銅基、鐵基之後，第三類在常壓下突破40K“麥克米蘭極限”的高温超導材料體系。

鎳基超導研究是當前國際科學界的前沿熱點，全球競爭異常激烈。美國斯坦福大學的研究團隊與合作者幾乎同時也報告了類似材料體系中的常壓超導電性。中美團隊研究路徑獨立，實驗相互印證。特別值得一提的是，中國團隊全部採用國產儀器，發展了獨特的強氧化能力薄膜生長技術，成功獲得了晶體質量更高的薄膜材料，不僅實現了科學上的突破性發現，更為我國在超導乃至量子材料領域的長期自主發展奠定了堅實基礎。

（記者白瑜）