我国科学家在镍基高温超导体研究中取得重要进展

摘要：我国科学家在极端条件实验装置（SECUF）的支持下，对镍基高温超导体进行了深入研究。
针对La3Ni2O7体系中的争议问题，程金光团队和周睿团队联合国内外多个研究团队，转向多晶样品研究，成功在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，澄清了关于高温超导电性的起源和体超导的争议问题。
相关成果发表在《自然》杂志上。

一、背景介绍

高温超导体因其在变革性技术方面的巨大应用前景而备受全球关注。
探索新的高温超导体系并揭示其物理机制一直是超导领域的研究前沿。
近年来，关于镍基高温超导体的研究吸引了众多科研团队的参与。
去年，我国学者在La3Ni2O7单晶中发现高压下高温超导电性的迹象，引发了全球科研界的研究热潮。
关于该体系的某些核心科学问题仍存在争议，如高温超导电性的起源、能否实现体超导态等。

二、研究概述

针对上述争议问题，程金光团队和周睿团队决定调整研究方向，转向多晶样品的研究。
他们选择了晶体质量更易控制的多晶样品作为研究对象，并采用离子半径较小的Pr替代部分La，成功抑制了La3Ni2O7中不同镍氧化物的共生问题，制备了具有良好单相性的La2PrNi2O7多晶样品。
这一创新方法为实现零电阻和完全抗磁性的同时观测提供了可能。
这一重要的研究成果意义重大，为镍基高温超导体的研究进程提供了重要推动力。

三、实验方法与结果分析

该团队利用SECUF提供的极端实验条件，采用六面砧高压实验站和强磁场核磁共振实验站进行实验研究。
通过对La2PrNi2O7多晶样品的研究，他们成功观测到了零电阻和完全抗磁性现象。
这一结果表明镍基高温超导电性起源于双镍氧层钙钛矿相。
同时，该研究还揭示了微观结构无序对La3Ni2O7中高温超导电性的不利影响。
这一发现对于优化设计和合成镍基高温超导材料具有重要的指导意义。
该研究中观测到的超导屏蔽体积分数达到97%，为体超导态的实现提供了有力证据。

四、讨论与影响

这项研究不仅澄清了关于La3Ni2O7中高温超导电性的争议问题，也为镍基高温超导材料的研究带来了新的启示。
该研究对于高温超导体的物理机制研究具有深远的影响，不仅提升了我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力，也为未来在这一领域的进一步探索打下了坚实的基础。
这一研究的成果还将为高温超导材料的实际应用提供重要的科学支持。

五、总结与展望

程金光团队和周睿团队在镍基高温超导体研究中取得了重要进展，成功在La2PrNi2O7多晶样品中观测到零电阻和完全抗磁性现象，澄清了关于高温超导电性的争议问题。
这一成果对于推动镍基高温超导体的研究进程具有重大意义。
未来，随着科研技术的不断进步和极端条件实验装置的进一步发展，我们有理由相信我国在镍基高温超导体的研究中将取得更多的突破性成果。

标签： 高压、 新型高温超导体、 镍基、 科学、 电阻、

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