7月12日，《自然》雜誌（Nature）刊登中山大學王猛教授團隊與其他單位合作的成果：首次發現液氮溫區鎳氧化物超導體。記者從中山大學獲悉，這是由中國科學家首次率先獨立發現的全新高溫超導體系，是人類目前發現的第二種液氮溫區非常規超導材料，是基礎研究領域「從0到1」的重要突破，將有望推動破解高溫超導機理，使設計和預測高溫超導材料成為可能，在信息技術、工業加工技術、超導電力、生物醫學和交通運輸等領域，實現更廣泛的應用。

    超導材料領域已產生5個諾貝爾獎

    超導材料具有絕對零電阻、完全抗磁性和宏觀量子隧穿效應的特殊性質，因此具有重要的科學和應用價值，在該領域已產生了5個諾貝爾獎。

    中國科學家也因超導領域的突破兩次獲得國家自然科學一等獎，以及一次國家最高科學技術獎。1986年，科學家首次發現銅氧化物超導材料，隨後多國科學家將其超導溫度提升到了液氮溫區，即超過77K（開爾文）。液氮的廉價和易得，推動了銅氧化物高溫超導材料的規模化應用。

    然而，高溫超導的機理至今未知，成為近40年來物理學中最重要的科學問題之一。王猛教授介紹，團隊耗時三年半，成功生長了鎳氧化物La3Ni2O7單晶，隨後在中山大學高壓實驗研究平台以及華南理工大學、中國科學院物理研究所、北京同步輻射裝置開展實驗研究，很快在實驗上確定了此單晶材料能夠在壓力下實現超導，轉變溫度達到液氮溫區，高達80K。這是繼銅氧化物高溫超導體後，另一個完全不同體系的高溫超導體。

王猛教授展示鎳氧化物La3Ni2O7單晶

    基礎研究領域「從0到1」的重要突破

    「本次發現高溫超導的鎳氧化物，鎳的價態為+2.5價，遠離人們此前認為容易出現超導電性的正1價，超出此前理論預期。其電子結構、磁性與銅氧化物完全不同，通過比較研究，有可能推動科學家破解高溫超導機理。」王猛教授介紹，「根據機理，有望與計算機、AI技術等學科交叉後，設計、合成新的更多的更容易應用的高溫超導材料，實現更加廣泛的應用。」

    該發現得到了《自然》雜誌審稿人的高度評價，認為它「具有突出重要性」「是開創性發現」。該發現在審稿階段於科研論文預印平台公布後，迅速受到全球超導領域研究人員廣泛關注和跟進研究，在一個月左右的時間裏已有十餘篇相關理論和實驗工作相繼公布。

    本工作由中山大學物理學院教授王猛領導完成。中山大學物理學院副研究員孫華蕾、博士研究生霍夢五為論文的共同第一作者，王猛和清華大學教授張廣銘為論文共同通訊作者。實驗方面，團隊得到華南理工大學唐玲雲、毛忠泉，中國科學院物理研究所程金光團隊，美國亞利桑那州立大學博士韓藝豐支持；理論方面中山大學教授姚道新和博士研究生胡訓武開展了基於密度泛函理論的材料結構和能帶計算，清華大學張廣銘教授提出了一個理解實驗和計算結果的物理圖像。

    文章連結：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06408-7

    （記者 黃裕勇）

    頂圖：論文共同第一作者、中山大學物理學院特聘副研究員孫華蕾在進行實驗