0到1的突破 中国团队发现全新超导体

据中国“中山大学”的微信公众号消息，昨深夜11点，《自然》（Nature）杂志刊登中山大学王猛教授团队主导的科学成果：首次发现“液氮温区镍氧化物超导体”。中国《观察者网》报道，这是率全球之先发现的全新高温超导体系，是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料，是基础研究领域“从0到1”的突破，将有望推动破解高温超导机理，使设计和预测高温超导材料成为可能，实现更广泛更大规模的产业化应用。

《观察者网》报道，在中山大学广州校区南校园哲生堂物理学院的实验室，王猛教授团队展示了一根几厘米的黑色料棒。它就是本次发现的“新星”——高温超导新材料La₃Ni₂O₇单晶样品。

王猛教授说，“La₃Ni₂O₇生长条件极为苛刻，平均价态为2.5价，偏离Ni的稳定价态正2价，氧压范围窄，研究团队花了两年多的时间，才摸索出生长条件，长出来高质量单晶样品。”

报道说，自1986年铜氧化物超导电性发现后，科学家就在镍等过渡金属化合物中探索超导电性。然而，近40年的研究，镍基氧化物超导电性并未有突破性进展。幸运的是，这一次，团队成功了。团队将La₃Ni₂O₇单晶材料在中山大学高压实验研究平台以及华南理工大学、中国科学院物理研究所、北京同步辐射装置开展实验研究，很快确定了其在压力下转变为超导体，超导转变温度达到液氮温区，高达80K（开尔文）。

报道中说，超导材料具有绝对零电阻、完全抗磁性和宏观量子隧穿效应的特殊性质，因此具有重要的科学和应用价值。自发现以来，已产生了5个相关的诺贝尔奖。1986年，科学家首次发现铜氧化物超导材料，随后包括中国科学家在内的多国科学家将其超导温度提升到了液氮温区（77开尔文，即零下196摄氏度）。液氮的廉价和易得，推动了铜氧化物高温超导材料在信息技术、生物医学、科学仪器、电力、交通运输等领域的应用。

2008年，日本科学家在一种铁砷基材料中发现了超导现象。很快，中国科学家合成出多种铁砷材料，将块材超导温度最高提高到55K，并推动了其应用，但未能进入液氮温区。铜氧化物至此仍是唯一液氮温区的非常规超导材料。

报道说，这一次，中国科学家首次发现在液氮温区超导的镍氧化物，意味著为世界超导研究开闢了新领域，将引领超导研究的方向。这个发现在审稿阶段于科研论文预印平台公佈后，迅速受到全球超导领域研究人员广泛关注和跟进研究，在一个月左右的时间里已有十馀篇相关理论和实验工作相继公佈。论文也得到了《自然》杂志审稿人的高度评价，认为它“具有突出重要性”、“是开创性发现”、“业内将广泛关注”。

王猛教授介绍说，这次发现高温超导的镍氧化物，镍的价态为+2.5价，超出传统预期，其电子结构、磁性与铜氧化物完全不同。通过比较研究，将有可能确定高温超导的关键因素，推动科学家破解高温超导机理。