科技日報記者 羅云鵬
2月18日，記者從南方科技大學(xué)舉行的高溫超導(dǎo)研究重大成果發(fā)布會上獲悉，由國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者薛其坤院士領(lǐng)銜的南方科技大學(xué)、粵港澳大灣區(qū)量子科學(xué)中心與清華大學(xué)聯(lián)合研究團隊，發(fā)現(xiàn)常壓下鎳氧化物的高溫超導(dǎo)電性，為解決高溫超導(dǎo)機理的科學(xué)難題提供了全新突破口。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。
超導(dǎo)類似于電力高速公路上的“零能耗跑車”，電流通過時不會產(chǎn)生能量損耗，被廣泛認(rèn)為具有顛覆性的技術(shù)前景。超導(dǎo)現(xiàn)象自1911年被發(fā)現(xiàn)后，尋找在常壓下突破40開爾文（K）“麥克米蘭極限”的更高溫度的超導(dǎo)材料，成為國際科學(xué)界重要研究方向之一。
在研究中，由薛其坤院士與南方科技大學(xué)物理系副教授陳卓昱率領(lǐng)的研究團隊通過持續(xù)攻關(guān)，自主研發(fā)出“強氧化原子逐層外延”技術(shù)。
據(jù)悉，這項技術(shù)能夠在氧化能力比傳統(tǒng)方法強上萬倍的條件下，實現(xiàn)原子層的精確逐層生長，并精準(zhǔn)控制化學(xué)配比。研究團隊通過這種在納米尺度“搭原子積木”的方式，成功構(gòu)建出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱力學(xué)亞穩(wěn)、但晶體質(zhì)量趨于完美的氧化物薄膜。
研究團隊將該技術(shù)應(yīng)用于鎳基超導(dǎo)材料的開發(fā)后，在原子級平滑的基片之上，精確排列鎳、氧等原子，構(gòu)建出厚度僅幾納米的超薄膜。團隊還在極強氧化環(huán)境下，通過界面工程，實現(xiàn)“原子鉚釘術(shù)”，固定住了原本需要極高壓環(huán)境下才能穩(wěn)定存在的原子結(jié)構(gòu)。
薛其坤院士介紹，這是氧化物薄膜外延生長技術(shù)的一次重大跨越，不僅為包括寬禁帶半導(dǎo)體等各類氧化物的缺氧難題提供了解決方案，還拓展了高溫超導(dǎo)等強關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的人工設(shè)計與制備。
另悉，該研究成果在常壓環(huán)境下實現(xiàn)了鎳氧化物材料的高溫超導(dǎo)電性，使鎳基材料成為繼銅基、鐵基之后，第三類在常壓下突破40開爾文（K）“麥克米蘭極限”的高溫超導(dǎo)材料體系。
（南方科技大學(xué)供圖）
