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港德隆融资租赁退款客服电话
2025-02-25 00:23:40
港德隆融资租赁退款客服电话

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薛其坤(左二)与研发团队(dui)在实验(yan)室进(jin)行高温超导研究 受(shou)访(fang)者供图(tu)

羊(yang)城晚报(bao)讯 记(ji)者沈婷婷报(bao)道:我国科学家(jia)在高温超导领域取得重大突破。由国家(jia)最高科学技术奖获得者薛其坤院士领衔(xian)的南(nan)方科技大学、粤港澳大湾区量(liang)子科学中心与清华大学联合研究团队(dui),于北京时间2月18日在国际学术期刊(kan)《自然》线上发表研究成果,发现常压下镍氧(yang)化物的高温超导电性。该(gai)发现使镍基材料成为继铜基、铁基之后,第三类在常压下突破40K“麦克米兰极限”的高温超导材料体系,为解决高温超导机(ji)理(li)的科学难题提(ti)供了全新突破口。

当日,南(nan)科大举行高温超导研究重大成果发布会,对上述成果进(jin)行详细介绍。

全部采用国产仪器攻关

超导好(hao)比电力高速公路上的“零能耗跑车”,电流通过(guo)时完全没有损耗,被广泛认(ren)为具有颠覆性的技术前景。超导现象自1911年被发现以来,寻找更高温度的超导材料成为国际科学界的一个(ge)重要研究方向。传(chuan)统超导体的超导最高转变温度为40K,也就是“麦克米兰极限”。此前,铜基和铁基两类材料的超导转变温度突破了“麦克米兰极限”,被称为高温超导体,但高温超导机(ji)理(li)复杂如同“量(liang)子迷宫”,科学家(jia)探索近40年仍(reng)未破解。

近年来,镍基超导材料“异军突起”。2019年,美国科学家(jia)首次在镍基薄膜中观测(ce)到超导电性,但其超导温度较低。2023年,我国科学家(jia)在超过(guo)十万个(ge)大气压的高压环境下,实现了镍基材料的液氮温区超导,在国际上引(yin)起广泛影响。然而,如何摆脱高压限制、实现常压高温超导,成为全球(qiu)科学家(jia)竞相(xiang)追逐的目标。

针对这一挑战,3年来,由薛其坤院士与陈卓昱副教授(shou)率领的研究团队(dui)持续(xu)攻关,自主研发了“强氧(yang)化原(yuan)子逐层(ceng)外延”技术。这项技术可(ke)以在氧(yang)化能力比传(chuan)统方法强上万倍(bei)的条件下,依然实现原(yuan)子层(ceng)的逐层(ceng)生长(chang),并精确控制化学配比,如同在纳(na)米尺度上“搭原(yuan)子积木”,构建出结(jie)构复杂、热力学亚稳,但晶体质量(liang)趋于完美的氧(yang)化物薄膜。

研究团队(dui)将这项技术应用于镍基超导材料的开发之中:在原(yuan)子级平(ping)滑的基片之上,精确排(pai)列(lie)镍、氧(yang)等(deng)原(yuan)子,构建出厚度仅几纳(na)米的超薄膜。特(te)别是,研究团队(dui)在极强的氧(yang)化环境下,通过(guo)界面(mian)工程,实现了“原(yuan)子铆钉术”,固定住(zhu)了原(yuan)本需要极高压环境下才能稳定存在的原(yuan)子结(jie)构。他们试验(yan)了一千(qian)多片样(yang)品,最后成功地获得了常压下的超导电性。

镍基超导研究是当前国际科学界的前沿热点(dian),全球(qiu)竞争异常激烈。美国斯坦(tan)福大学的研究团队(dui)与合作者几乎同时也报(bao)告了类似材料体系中的常压超导电性。中美团队(dui)研究路径独立,实验(yan)相(xiang)互印证。值得一提(ti)的是,中国团队(dui)全部采用国产仪器,发展了独特(te)的强氧(yang)化能力薄膜生长(chang)技术,成功获得了晶体质量(liang)更高的薄膜材料,不仅实现了科学上的突破性发现,更为我国在超导乃至(zhi)量(liang)子材料领域的长(chang)期自主发展奠定了坚实基础。

研究团队(dui)平(ping)均年龄28岁

记(ji)者关注到,实现这一重大突破的科研团队(dui)高度年轻化。团队(dui)负责人陈卓昱副教授(shou)仅35岁,他从小酷爱物理(li),以广东省高中物理(li)竞赛第一名保(bao)送清华大学物理(li)系,后赴美国斯坦(tan)福大学深造,一直保(bao)持对物理(li)的热忱。陈卓昱3年前回到家(jia)乡深圳,任职于南(nan)方科技大学,在薛其坤院士的领导下,从零开始(shi)组建超导机(ji)理(li)实验(yan)室,开展高温超导研究。这项成果正是在他的直接率领下,主要由博士后和在读研究生组成的平(ping)均年龄仅28岁的研究团队(dui)努力攻关而取得的。

薛其坤表示,本次科研突破充分展示了我国在高温超导前沿领域的原(yuan)创(chuang)竞争能力,彰显了跨区域科技创(chuang)新的协同能力,体现了以90后为代表的年轻科学家(jia)团队(dui)在技术方法上的开拓创(chuang)新能力,凸显了以粤港澳大湾区为代表的国产自主可(ke)控科研设备对前沿科研创(chuang)新的支撑能力。

该(gai)研究已(yi)引(yin)发国际学术界高度关注。镍基、铜基与铁基三类高温超导体电子结(jie)构相(xiang)异,通过(guo)三者的对比研究,可(ke)以深入理(li)解高温超导电子配对的核(he)心机(ji)制,为破解高温超导机(ji)理(li)这一世(shi)纪科学难题提(ti)供关键钥匙。

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