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2月18日，中國科學院院士薛其坤領銜的南邊科技大學（以下簡稱南科大）、粵港澳大灣區量子科學中心與清華大學聯合研討團隊在《天然》宣布最新研討。他們在常壓環境下完結了鎳氧化物資料的高溫超導電性，超導開始改變溫度打破40開爾文（K）——相當于零下233攝氏度，并觀測到“零電阻”和“抗磁性”的兩層特征。
這一發現使鎳基資料成為繼銅基、鐵基之后，第三類在常壓下打破40K“麥克米蘭極限”的高溫超導資料系統，為破解高溫超導機理的科學難題供給了全新打破口。
薛其坤（左二）及團隊成員。南科大供圖。
納米尺度上“搭原子積木”。
超導比如電力高速公路上的“零能耗跑車”，電流經過期徹底沒有損耗，被廣泛認為是具有顛覆性的技能遠景。自1911年超導現象被發現以來，尋覓更高溫度的超導資料成為世界科學界的一個重要研討方向。
傳統超導體的超導最高改變溫度為40K，即“麥克米蘭極限”。此前，銅基和鐵基兩類資料的超導改變溫度打破了“麥克米蘭極限”，被稱為高溫超導體。
近年來，鎳基超導資料異軍突起。2019年，美國科學家初次在鎳基薄膜中觀測到超導電性，但其超導溫度較低。2023年，我國科學家在超越10萬個大氣壓的高壓環境下，完結了鎳基資料的液氮溫區超導，在世界上發生廣泛影響。但是，怎么脫節高壓約束、完結常壓高溫超導，仍是全球科學家競相追逐的重要方針。
針對這一應戰，自2022年起，南科大校長薛其坤與南科大物理系副教授陳卓昱帶領研討團隊，自主研制了“強氧化原子逐層外延”技能。
“這項技能可以在氧化才干比傳統辦法強上萬倍的條件下，仍然完結原子層的逐層成長，并準確操控化學配比。這就比如在納米尺度上‘搭原子積木’，構建出結構雜亂、熱力學亞穩，但晶體質量趨于完美的氧化物薄膜。”陳卓昱介紹。
研討團隊進一步將該技能應用于鎳基超導資料的開發中，構建出厚度僅幾納米的超薄膜，在極強的氧化環境下，完結了“原子鉚釘術”，固定住本來需求極高壓環境下才干安穩存在的原子結構。
“在此過程中，咱們試驗了1000多片樣品，最終成功獲得了常壓下的超導電性。經過精細的電磁輸運丈量，咱們觀測到零電阻與抗磁性，確認了高溫超導電性的存在。”陳卓昱標明，此次打破標明，經過界面工程優化資料規劃，有望在更高溫度如液氮溫區完結鎳基超導。
薛其坤標明，這是氧化物薄膜外延成長技能的一次嚴重跨過，不只為包含寬禁帶半導體等各類氧化物的缺氧難題供給了解決方案，還極大拓寬了高溫超導等強相關電子系統的人工規劃與制備。
自主研制國產儀器。
在以往的高溫超導試驗研討中，所用設備以進口為主，這一局勢在很大程度上限制了我國高溫超導研討的自主性和立異性。
此外，高溫超導試驗關于超高真空、超強氧化環境、原子級堆積精度以及高度自動化等方面的要求極為苛刻，使得研討團隊在展開研討時不得不依賴進口設備。
此次研討團隊聯合了多家國產設備制作企業，成立了由資料科學家、精細機械工程師和自動化操控專家組成的聯合技能組，研制出全球首臺兼具超強氧化氣氛與原子級堆積精度的薄膜外延設備，完結較世界同類設備提高上萬倍的氧化效能。
“與國外比較，國內的工業生態優勢十分大，多家設備商可以很好地協作，許多雜亂的需求也能完結。”陳卓昱說。在這個過程中，研討團隊探索出‘科研牽引—聯合開發—迭代晉級’的新式校企協同研制范式。
本地企業經過派駐技能人員與高校試驗室樹立長時間協作關系，可以實時把握設備運轉狀況，并在呈現毛病時快速完結修理或供給代替方案，最大程度支撐科研作業高效進行。這不只提高了設備的運用功率，還促進了設備不斷迭代晉級，到達更高的運轉水平。
平均年齡28歲，年青力氣不斷涌現。
35歲的陳卓昱是這項研討效果的首要完結人。2022年，他在完畢美國斯坦福大學的博士后研討作業后，回到家園深圳，參加南科大。
在薛其坤的帶領下，陳卓昱從零開始組成超導機理試驗室，展開高溫超導研討，短短3年就組成起一個首要由博士后和在讀研討生組成的研討團隊，團隊成員平均年齡僅28歲。
鎳基超導研討作為當時世界科學界的前沿熱門，全球競賽反常劇烈。在攻關的過程中，斯坦福大學的研討團隊與協作者簡直一起報告了相似資料系統中的常壓超導電性。中美團隊研討途徑獨立，試驗彼此印證。
“因為世界競賽十分劇烈，咱們組織了幾個小隊輪番做試驗，每天跟進試驗效果、反應、制定方案，發現超導信號后，便馬上編撰文章。”陳卓昱標明，研討宣布后引發了學術界的高度重視。審稿人對該效果點評稱，這項作業是鎳基超導研討的一個重要打破。
“該效果在常壓下完結了鎳氧化物超導溫度到達40K以上，將促進對鎳基超導體更深化、廣泛的研討，有望推進對銅基、鐵基、鎳基3類高溫超導系統宗族的共性機理研討。別的，該效果源于長時間堆集的技能打破，是在強氧化和資料系統應用上的立異，為高溫超導資料研討供給了新思路。”中國科學院院士陳仙輝點評說。
（相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-08755-z，原標題為《打破極限！我國在高溫超導范疇獲重要效果》）。
