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高温超导重大突破!中国发现第三类超导体,或破解更高温超导之谜

2025-03-25 22:10:53



重大突破!2025年2月17日,国际顶级学术期刊《自然》发表了一项震撼全球的研究成果:中国科学家在高温超导领域取得重大突破,发现了第三类常压超导体系!这不仅为破解困扰物理学界百年的高温超导之谜提供了新线索,还让我们离室温超导的梦想更近了一步!

为什么这项突破这么牛?

大聪明们都知道,如果电力可以毫无损耗地传输,如果磁悬浮列车可以在常温下运行,如果核磁共振仪器不再需要昂贵的制冷……这一切的关键就在于找到合适的超导材料。而这次的发现,让我们离这个梦想更近了一大步。

一个年轻团队的不懈追求

在南方科技大学,有这样一支令人惊叹的团队:平均年龄不到30岁,却在薛其坤院士和陈卓昱副教授的带领下,经过三年的不懈努力,完成了这项重大突破。他们是如何做到的?

故事还要从一个看似不起眼的材料说起——镍氧化物。

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"搭原子积木"的艺术

在极端的环境下,科研人员就像在玩一场精密的"搭原子积木"游戏。他们发明了一种被称为"巨氧化原子层外延"(GOALL-Epitaxy)的技术,这项技术让他们成功制备出了一种特殊的镧镨镍氧化物薄膜(La2.85Pr0.15Ni2O7)。

那么,这项神奇的技术究竟是如何工作的?

这种巨氧化原子层外延技术是利用尖端的国产薄膜生长设备,在极强的氧化环境下,通过精确控制温度、压力等生长条件,实现在原子层级上的精确沉积和监测,就像在纳米尺度上玩"搭积木"游戏,将不同的原子一层层精确堆叠,最终在特制的衬底上成功制备出了具有特定晶体结构的超导薄膜。这项技术的成功依赖于对原子层沉积过程的精确调控和实时监测,以及对极端氧化环境的创建和维持,是中国在高端科研设备和工艺技术方面自主创新能力的重要体现。

更令人自豪的是,这一切都是在国产设备上完成的!这不仅体现了中国在基础研究领域的突破,更展示了我国在高端科研仪器制造方面的实力。

打破极限的惊人发现

试验中,当温度降到零下228摄氏度(45开尔文)时,神奇的事情发生了:这种材料开始表现出超导特性。虽然这个温度听起来很低,但在超导领域,这已经是一个相当"高"的温度了。

为什么这个发现如此重要?因为这是继铜基和铁基超导体之后,第三类能在常压下工作的高温超导体系。这就像解密一个复杂谜题时找到了第三把钥匙,为我们理解高温超导的本质提供了全新的视角。

室温超导还有多远?

虽然这次取得了重大突破,但距离实现室温超导还有很长的路要走。目前的临界温度仍然需要极低温环境,这限制了材料的实际应用。

不过,研究团队已经在朝着更高的目标冲刺。正如薛其坤院士所说,他们的下一个目标是让超导温度提升到液氮温度(-196摄氏度)以上。如果能实现这一目标,将大大降低超导技术的应用成本。

这项突破不仅展示了中国在基础科学研究领域的实力,更为人类探索超导奥秘提供了新的希望。正如一位物理学家所说:每一次突破都让我们离梦想更近一步。

高温超导重大突破!中国发现第三类超导体,或破解更高温超导之谜

让我们期待这支年轻的研究团队能带来更多惊喜!

参考文献:

1. Zhou, G., Lv, W., Wang, H. et al. (2025). Ambient-pressure superconductivity onset above 40 K in (La,Pr)3Ni2O7 films. Nature.

2. Gibney, E. (2025). 'Unconventional' nickel superconductor excites physicists. Nature.