復旦大學團隊發現新型「高溫超導體」 超導體積分數達86%李琦瑋 (2024-07-19 16:42:02)

根據《自然 (Nature)》週三(17 日) 刊出一篇名為〈Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10-δ single crystals〉研究論文，又一新型高溫超導體被發現。這一研究成果由中國復旦大學物理學系趙俊團隊所發表。超導體是指在特定溫度條件下電阻為零且呈現完全抗磁性的材料，能廣泛應用於電力傳輸和儲能、醫學成像跟量子計算等領域。

文／鉅亨網

根據《自然 (Nature)》週三(17 日) 刊出一篇名為〈Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10-δ single crystals〉研究論文，又一新型高溫超導體被發現。這一研究成果由中國復旦大學物理學系趙俊團隊所發表。超導體是指在特定溫度條件下電阻為零且呈現完全抗磁性的材料，能廣泛應用於電力傳輸和儲能、醫學成像跟量子計算等領域。

《科學日報》報導，趙俊團隊利用高壓光學浮區技術，成功生長了三層鎳氧化物 La4Ni3O10 高品質單晶樣品，證實了鎳氧化物中具有壓力誘導的體超導電性，其超導體積分數達到 86%，這意味着又一新型高溫超導體被發現，接著該團隊進行一系列中子衍射和 X 射線衍射測量，精確測定了材料的晶格結構和氧原子坐標及含量，發現其中幾乎沒有頂點氧缺陷。

以高品質單晶樣本為基礎，團隊與合作者利用鑽石對頂砧技術，發現 La4Ni3O10 壓力誘導的超導零電阻現象，在 69 吉帕壓力下，超導臨界溫度達到 30 開爾文。根據抗磁性數據估算，此單晶樣品的超導體積分數高達 86%，證實了鎳氧化物的體超導性質。

根據趙俊介紹，鎳氧化物單晶樣品的生長條件十分苛刻，需要在特定的高氧壓的環境中，保持高溫和尖銳的溫度梯度，才能實現單晶樣品的穩定生長。共生的現象，且生長過程中極易出現大量頂點氧位置的缺陷，這可能是鎳氧化物超導含量低的原因。

這項研究結果也精細刻畫 La4Ni3O10 體系在壓力下的超導相圖，闡明電荷密度波 / 自旋密度波、超導、奇異金屬行為和晶體結構相變在相圖中的關係。

研究高溫超導的一個重要課題，就是尋找新型高溫超導體。多年來，世界各國科學家圍繞著高溫超導現象進行各種形式的深入研究，但經過近 40 年努力，其形成機制仍是未解之謎。

（本文已獲鉅亨網同意授權刊出）

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