我国科学家成功实现镍基高温超导电性突破：揭示超导态起源结构

新华社北京报道，我国科学家在超导研究领域取得了重大突破。
由中国科学院物理研究所程金光研究员团队和周睿研究员团队联合国内外多个研究团队共同完成的一项研究，成功利用综合极端条件实验装置，在一种双镍氧层钙钛矿材料La2PrNi2O7中实现了块体高温超导电性，相关成果已在国际学术期刊《自然》发表。
此次研究不仅实现了超导电性的新突破，更揭示了镍基高温超导体的结构起源。

超导现象是物理学中的一个重要研究领域，它指的是某些材料在温度降低到某一临界值以下时，电阻突然消失的现象。
这种材料被称为超导体，其表现出的零电阻和完全抗磁性特性在高技术领域拥有巨大的应用潜力。
现有的超导体大多需要在极低的温度下才能实现超导态，这极大地限制了其实际应用范围。
因此，寻找临界温度更高、更适于应用的超导体一直是科学家们努力追求的目标。

近年来，我国在超导研究领域不断取得进展。
2023年，我国科研人员发现La3Ni2O7单晶在高压下存在临界温度约80K（约零下193摄氏度）的高温超导电性现象，这一发现为镍基高温超导的研究热潮揭开了新的篇章。
如何在该体系中实现块体超导态并揭示超导电性的结构起源仍是关键科学问题。

针对这一难题，程金光团队将研究对象转向晶体质量更易控制的多晶样品，并通过采用离子半径较小的镨（Pr）部分替代镧（La），成功抑制了La3Ni2O7中不同镍氧化物共生和内顶角氧空位等问题。
通过这一方法，团队制备了高压下临界温度达到82.5K的La2PrNi2O7多晶样品，并从中成功观测到了零电阻态和完全抗磁性，这标志着超导电性的明确实现。

周睿研究员指出，此次研究的结果揭示了镍基高温超导电性的结构起源。
研究表明，这种高温超导电性起源于双镍氧层钙钛矿相。
同时，研究还发现了微观结构无序对高温超导电性的不利影响，这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。
这一发现对于超导体研究来说具有里程碑式的意义，不仅推进了高温超导领域的研究进展，也为我国在该领域的科研实力增添了重要一笔。

综合极端条件实验装置是国家“十二五”重大科技基础设施，该装置集成了极低温、超高压、强磁场和超快光场等综合极端条件，为开展物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究提供了强大的支持。
此次研究的成功，也充分展示了该装置在推动科学研究方面的巨大潜力。

随着科研团队的不断努力和国际合作的不断深化，我们有理由相信，我国在超导研究领域将会持续取得更多重大突破，为科学技术的发展做出更多重要贡献。
此次La2PrNi2O7中高温超导电性的实现和起源揭示只是开端，未来的研究将更加深入，我们有信心迎来更多激动人心的科学发现。

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