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    【灼烁日报】综合极端条件实验装置助力镍基高温超导研究取得新希望

    2024-10-03 灼烁日报 齐芳 崔兴毅
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    克日,综合极端条件实验装置(SECUF)的程金光团队和周睿团队团结海内外多个研究团队,在镍基高温超导体的研究中取得了主要希望。他们充实验展SECUF奇异实验丈量手艺的优势,在La2PrNi2O7多晶样品中同时提供了高压下实现块体高温超导电性的两个关jian实验证据,即零电阻和完全抗磁性,澄清了现在La3Ni2O7中高温超导电性起源和体超导的争议问题,并展现了微观结构无序对高温超导电性的倒霉影响。相关效果以“La2PrNi2O7高压四方相的块体高温超导电性”为题,于2024年10月2日揭晓在《自然》杂志上。

    高温超导体由于在厘革性手艺方面具有重大的应用远景而备受关注,发现新的高温超导系统并展现其物理机制是超导领域的研究前沿。去年,我国学者发现La3Ni2O7单晶在高压下具有Tc?≈ 80K的高温超导电性的迹象,掀起了镍基高温超导的研究热潮。随后,我国学者在La3Ni2O7系统中乐成视察到零电阻态,但关于其完全抗磁性的实验证据仍然缺乏。此外,实验研究显示La3Ni2O7单晶样品由于稳固生长的氧压规模很窄,容易泛起化学组分不匀称、内顶角氧空位以及多种镍氧化物共存等问题。这造成现在关于La3Ni2O7中高温超导电性的起源以及能否实现体超导态(完全抗磁性)等焦点科学问题仍存在争议,严重阻碍了镍基高温超导体的研究历程。

    针对上述关jian科学问题,gai团队调整思绪将研究工具转向晶体质量更易控制的多晶样品,接纳离子半径较小的Pr部门替换La乐成抑制了La3Ni2O7中差异镍氧化物共生和内顶角氧空位等问题,制备了单相性优异的具有双镍氧层结构的La2PrNi2O7多晶样品,并在gai样品中同时视察到零电阻(Tconset?= 82.5K,?Tczero?= 60K)和完全抗磁性(超导屏障体积分数到达97%)。gai研究效果批注镍基高温超导电性起源于双镍氧层钙钛矿相,并展现微观结构无序对La3Ni2O7中高温超导电性的倒霉影响。这一事情对于镍基高温超导质料的进一步优化设计与合成具有主要指导作用,将推动镍基高温超导体的研究历程。

    在gai项研究中,SECUF的A2-六面砧高压实验站和A6-强磁chang核磁共振实验站施展关jian作用。其中,A2实验站提供的大腔体多砧高静水压物性丈量手艺,能在最洪流平上保证压力的各向同性和匀称性,有用战胜了镍基超导质料对非静水压情形异常敏感而无法实现零电阻的难题。 A6实验站的核四极矩共振(NQR)丈量手艺,提供了一种定量确定样品中差异镍氧化物相比例以及界面等微观结构无序的要领。

    SECUF是国家“十二五”重大科技基础设施,已建成国际先进的集极低温、超高压、强磁chang和超快光chang等综合极端条件为一体的用户实验装置,可极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。SECUF(北京部门)于2017年开shi动工,2023年头周全投入试运行,20个实验站对海内外用户开放。现在,SECUF提供的高压、低温顺磁chang等极端实验条件已助力用户在La3Ni2O7单晶和La4Ni3O10单晶中相继发现了高压诱导的高温超导电性。未来,SECUF将继续为新型高温超导质料的探索与机理研究提供主要支持,期待更多主要效果的涌现。

    打印 责任编辑:侯茜

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