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中國(guó)科學(xué)家造出超導(dǎo)新材料 鎖定“電子基因”

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2026-04-09 17:43:31  環(huán)球網(wǎng)

超導(dǎo)是一種物理現(xiàn)象，材料在特定狀態(tài)下電阻直接歸零，電流幾乎永不衰減，這將極大提升人類用電效率。但超導(dǎo)通常需要在接近絕對(duì)零度的極低溫下才能實(shí)現(xiàn)。

薛其坤院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在這個(gè)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。他們?cè)O(shè)計(jì)并制造出兩種全新的常壓鎳基高溫超導(dǎo)材料，并確定了影響超導(dǎo)性能的關(guān)鍵“電子基因”。這項(xiàng)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

鎳基材料被認(rèn)為是高溫超導(dǎo)研究中的關(guān)鍵拼圖之一，但鎳基超導(dǎo)技術(shù)難度極高。要實(shí)現(xiàn)鎳基超導(dǎo)，材料必須處于極強(qiáng)的氧化狀態(tài)，然而過(guò)強(qiáng)的氧化會(huì)導(dǎo)致材料晶格結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易崩潰。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種名為“強(qiáng)氧化原子逐層外延”的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能在納米尺度上精確擺放鑭、鐠、鎳等原子，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一層的化學(xué)狀態(tài)。借助這項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)不僅實(shí)現(xiàn)了常壓鎳基高溫超導(dǎo)，還設(shè)計(jì)并制造出了兩種全新材料。

發(fā)現(xiàn)新材料只是第一步，更重要的是理解其超導(dǎo)機(jī)制。為此，科學(xué)家使用角分辨光電子能譜技術(shù)，通過(guò)拍攝材料內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)的高清圖像，成功發(fā)現(xiàn)了特定區(qū)域的一個(gè)“口袋結(jié)構(gòu)”與超導(dǎo)性能之間的關(guān)聯(lián)，為破解高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)
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