2月18日，南方科学技术大学联合研究团队（以下称为南方科学技术大学），广东港大湾大湾地区量子科学中心和Tsinghua University，由Xue Qikun，由Xue Qikun，中国科学院的院士发表了自然界的最新研究。他们在正常压力环境下实现了镍氧化物材料的高温超导性，超导的初始过渡温度超过40 kelvin（k） - 相当于负233摄氏度，并观察到“零电阻”和“磁性电阻”和“磁性电阻”和“磁性电阻”和“影响”磁性“双重特征。

这一发现使基于镍的材料成为第三种高温超导材料系统，在基于铜和铁的正常压力下，在正常压力下突破了40k的“麦克米兰极限”，这为解决高级科学问题提供了新的突破。温度超导机制。 。

Xue Qikun（左第二）和团队成员。由南科学大学提供的照片

“基于纳米级”

超导就像电力高速公路上的“零能跑车”。当电流通过时根本没有损失。它被普遍认为是破坏性的技术前景。自1911年发现超导现象以来，发现较高的温度超导材料已成为国际科学界的重要研究方向。

传统超导体的最高超导温度为40K，这是“麦克米兰极限”。以前，基于铜和铁的材料的超导过渡温度超过了“麦克米兰极限”，被称为高温超导体。

近年来，基于镍的超导材料出现了。 2019年，美国科学家在基于镍的电影中首次观察到超导性，但其超导性温度较低。 2023年，中国科学家在高压环境下达到了镍基材料的液体氮温度超导性，该环境超过100,000个大气压力，在国际上产生了巨大的影响。但是，如何摆脱高压限制并实现正常电压和高温超导仍然是世界各地科学家竞争的重要目标。

为了应对这一挑战，从2022年开始，南中国科学技术大学校长Xue Qikun和南中国中国科学技术大学物理学系副教授Chen Zhuoyu导致研究团队独立地开发“强氧化原子逐层外延”技术。

“在氧化能力比传统方法高数十千倍的条件下，该技术仍然可以按原子层的层增长来实现层的层，并准确地控制化学比。这就像“建立原子建筑块”建造氧化物膜的纳米级具有复杂的结构和热力学的稳定性，但晶体质量往往是完美的。

研究团队进一步将这项技术应用于基于镍的超导材料的开发，并构建了仅少量纳米厚度的超薄膜。在极强的氧化环境中，它意识到“原子铆接技术”来修复最初所需的极高压力环境。只有这样，现有的原子结构才能稳定。

“在此过程中，我们测试了1,000多个样品，最后在正常压力下成功获得了超导性。通过精确的电磁运输测量，我们观察到零耐药性和抗磁性特性，并确认了高温超导性。突破表明，通过材料设计的接口工程优化，基于镍的超导将在更高的情况下实现温度，例如液氮温度区。

Xue Qikun说，这是氧化膜外延生长技术的一个重大飞跃，不仅为包括宽带的带隙半导体在内的各种氧化物的缺氧问题提供了解决方案，而且还大大扩展了强烈相关的电子系统，例如高温超导。手动设计和准备。

独立开发国内工具

在以前的高温超导实验研究中，所使用的设备主要进口，这极大地限制了我国高温超导研究的自主性和创新。

此外，高温超导实验对超高真空，超强氧化环境，原子沉积准确性和高自动化具有极为严格的要求，这使得研究团队在进行研究时必须依靠进口设备。

该研究团队与几家家庭设备制造公司联手建立了一个由材料科学家，精确机械工程师和自动化控制专家组成的联合技术团队，以开发具有超级氧化气氛和原子沉积精度的世界上第一个薄膜。外延设备可实现比国际类别中类似设备的数万倍的氧化效率。

“与外国相比，国内工业生态系统具有很大的优势。许多设备制造商可以很好地合作，并且也可以实现许多复杂的需求。”陈·朱尤（Chen Zhuoyu）说。在此过程中，研究团队探索了“科学研究驱动的发展 - 建立 - 发展 - 升级和升级”的新学校实施协作研发范式。

当地企业可以通过派遣技术人员与大学实验室建立长期合作关系来与大学实验室建立长期合作关系，并可以实时掌握设备的运营状态，并在此时快速完成维修或提供替代解决方案失败，以最大程度地提高科学研究工作的效率。这不仅提高了设备​​使用的效率，而且还促进了设备的持续迭代和升级以达到更高的操作水平。

平均年龄为28岁，年轻部队不断出现

现年35岁的Chen Zhuoyu是这项研究的主要成就。 2022年，在美国斯坦福大学（Stanford University）完成了博士后研究后，他回到了他的家乡深圳，并加入了南中国中国科学技术大学。

在Xue Qikun的领导下，Chen Zhuoyu从头开始形成了一个超导机制实验室，以进行高温超导性研究。在短短三年内，他组建了一个主要由博士后学生和研究生组成的研究团队。团队成员的平均年龄只有28岁。

基于镍的超导研究目前处于国际科学界的最前沿，全球竞争极为激烈。在研究过程中，斯坦福大学的研究小组及其合作者几乎同时报告了类似材料系统中大气超导性。中国和美国团队的研究路径是独立的，并通过实验进行了相互验证。

“由于国际比赛非常激烈，我们组织了几支团队进行轮流进行实验，跟进实验结果，反馈和制定计划。发现超导信号后，我们立即写了一篇文章。”陈·朱尤（Chen Zhuoyu）说，这项研究是发表并引起了学术界的。高度关注。审稿人评估了结果，并说这项工作是基于镍的超导研究的重要突破。

“这一结果已在正常压力下达到了超过40K的镍氧化物超导温度，这将促进对基于镍的超导体的更深入而广泛的研究，并有望促进三个高温超导型基于铜的高温超导家族，基于铁和镍的高温超导系统。强大的氧化和材料系统应用的创新，并为研究高温超导材料的研究提供了新的想法。”中国科学院的院士陈川评论说。

（相关纸张信息：原始标题是“突破性的限制！我的国家在高温超导领域取得了重要成就”）