科学家实现块体镍基高温超导|电阻_新浪科技

本报讯（记者韩扬眉）近日，中国科学院物理研究所研究员程金光团队、周睿团队联合国内外多个研究团队，充分发挥综合极端条件实验装置（SECUF）独特实验测量技术的优势，在La2PrNi2O7多晶样品中同时提供了高压下实现块体高温超导电性的两个关键实验证据，即零电阻和完全抗磁性，澄清了目前La2PrNi2O7中高温超导电性起源和体超导的争议问题，并揭示了微观结构无序对高温超导电性的不利影响。相关研究成果发表于《自然》。

2023年，我国学者发现La2PrNi2O7单晶在高压下具有Tc≈80K的高温超导电性的迹象，掀起了镍基高温超导的研究热潮。随后，我国学者在La2PrNi2O7体系中成功观察到零电阻态，但关于其完全抗磁性的实验证据仍然缺乏。此外，目前关于La2PrNi2O7中高温超导电性的起源以及能否实现体超导态（完全抗磁性）等核心科学问题仍存在争议，严重阻碍了镍基高温超导体的研究进程。

针对上述关键科学问题，该团队将研究对象转向晶体质量更易控制的多晶样品，采用离子半径较小的Pr部分替代La，成功抑制了La2PrNi2O7中不同镍氧化物共生和内顶角氧空位等问题，制备出单相性良好、具有双镍氧层结构的La2PrNi2O7多晶样品，并在该样品中同时观测到零电阻和完全抗磁性。

研究结果表明镍基高温超导电性起源于双镍氧层钙钛矿相，并揭示微观结构无序对La2PrNi2O7中高温超导电性的不利影响。这一工作对于镍基高温超导材料的进一步优化设计与合成具有重要指导作用，将推动镍基高温超导体的研究进程。

在这项研究中，SECUF的A2-六面砧高压实验站和A6-强磁场核磁共振实验站发挥了关键作用。其中，A2实验站提供的大腔体多砧高静水压物性测量技术，能在最大程度上保证压力的各向同性和均匀性，有效克服了镍基超导材料对非静水压环境异常敏感而无法实现零电阻的难题。A6实验站的核四极矩共振测量技术，提供了一种定量确定样品中不同镍氧化物相比例以及界面等微观结构无序的方法。