中国科学家突破镍氧化物高温超导研究难题

【新华社合肥9月20日电】记者陈诺报道，9月20日，中国科学院合肥物质科学研究院的刘晓迪研究员团队与吉林大学黄晓丽教授团队、中山大学王猛教授团队合作，通过量子精密测量等手段，在高压下的镍氧化物单晶材料中同步观测到零电阻和抗磁性，证实了镍氧化物的高温超导特性。这一重要研究成果已发表在国际学术期刊《物理评论快报》上。

超导体是指在特定温度条件下电阻为零且呈现完全抗磁性的材料，具有广泛的应用潜力。然而，传统超导材料需要在极低温度下工作，通常需要液氦或液氮进行制冷，并且多数还需在高压环境下才能实现超导状态，这使得实际应用面临挑战。因此，寻找能够在更高温度下工作的超导材料成为国际科学界的重要研究方向。

镍氧化物的突破性发现

2023年，中国科研人员在高压条件下发现镍氧化物单晶存在临界温度约80K（约零下193摄氏度）的高温超导现象。这一发现引发了镍基高温超导研究的热潮。然而，超导体的判定需要同时满足零电阻和抗磁性两大特征，受限于样品质量及高压测量条件等技术瓶颈，镍氧化物是否具有完全抗磁性仍存在争议。

为了攻克这一难题，研究团队创新性地将量子精密测量技术与高压对顶砧技术相结合，自主搭建了基于金刚石NV色心量子传感的高压低温磁探测系统。这一系统实现了对镍氧化物单晶抗磁性的高灵敏度探测，首次提供了零电阻与抗磁性并存的关键实验证据。

量子精密测量的独特优势

该研究不仅证实了镍氧化物的高温超导特性，还凸显出量子精密测量在极端环境磁性测量领域的独特优势。量子精密测量技术的应用，为科学家们提供了一种新的手段来探索和验证高温超导材料的特性。

“这一突破性研究为镍氧化物的应用前景打开了新的大门，同时也为未来的超导材料研究提供了重要的技术支持。”——刘晓迪研究员

未来的研究方向

随着这项研究的推进，科学家们期待在不久的将来能够进一步提升镍氧化物的超导临界温度，并探索其在实际应用中的潜力。与此同时，量子精密测量技术的不断发展，也将为其他超导材料的研究提供重要支持。

总的来说，这一研究成果不仅推动了镍基高温超导材料的研究进展，也为全球科学界提供了新的研究思路和方法。未来，随着技术的不断进步，镍氧化物及其他高温超导材料有望在更多领域实现实际应用。