中国科学家证实镍氧化物的高温超导特性

  新华社合肥9月20日电（记者陈诺）记者20日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到，该院固体物理研究所刘晓迪研究员团队联合吉林大学黄晓丽教授团队、中山大学王猛教授团队，利用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。相关研究成果发表在国际学术期刊《物理评论快报》上。

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  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，在众多高技术领域拥有巨大应用潜力。迄今为止，科学家已发现数十种金属元素及其合金在冷却到接近绝对零度时会变成超导体。但这些材料实现超导条件苛刻，需要液氦或液氮制冷，并且多数还需要引入高压环境，难以实际应用。寻找更高温度的超导材料成为国际科学界的一个重要研究方向。

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  2023年，我国科研人员发现镍氧化物单晶在高压下存在临界温度约80K（约零下193摄氏度）的高温超导现象，掀起了镍基高温超导的研究热潮。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。

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　　测量概念图。（研究团队供图）

  为攻克超导抗磁性测量这一难题，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，实现了对镍氧化物单晶抗磁性的高灵敏度探测。利用该系统，研究人员成功捕获到镍氧化物材料在超导状态下的抗磁信号，首次提供了零电阻与抗磁性并存的关键实验证据。

  据介绍，该研究不仅证实了镍氧化物的高温超导特性，也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。