据复旦大学官方微博报道,复旦大学物理学系赵俊教授团队的最新研究成果,以“Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10-δ single crystals”为题,发表于最新一期的《自然》(Nature)。
赵俊教授团队利用高压光学浮区技术成功生长了三层镍氧化物La4Ni3O10的高质量单晶样品,证实了镍氧化物在压力诱导下具备体超导电性 (bulk superconductivity),其超导体积分数达到了86%,这意味着又一新型高温超导体的诞生。
超导体是在特定转变温度下电阻为零并呈现完全抗磁性的材料,广泛应用于电力传输和储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域,具有重要的科学研究和技术应用价值。迄今已有10位科学家因超导研究获得诺贝尔奖。
在此次《自然》发表的研究成果中,赵俊团队成功合成了高质量的三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品。该样品在低于超导临界温度时表现出零电阻和完全抗磁的迈斯纳效应,超导体积分数达到了86%,有力证明了镍氧化物的体超导性质。
“这个超导体积分数与铜氧化物高温超导体接近,毫无疑问证实了镍氧化物的体超导电性。”赵俊教授表示。
研究还精细刻画了La4Ni3O10体系在压力下的超导相图,阐明了电荷密度波/自旋密度波、超导、奇异金属行为和晶体结构相变在相图中的关系。
结果表明,镍氧化物超导可能与铜氧化物超导有着不同的层间耦合机制,为镍氧化物超导电性机理的研究提供了重要见解,并为探索自旋序-电荷序、平带结构、层间关联、奇异金属行为和高温超导电性之间的复杂相互作用提供了重要的材料平台。
赵俊团队表示,下一步将继续聚焦高温超导领域的重大问题,探究不同体系高温超导体的内在联系和机理,理解和发现更高性能的高温超导体。这一发现不仅为科学研究提供了新的方向,也为未来技术应用带来了无限可能。