2月18日，記者從南方科技大學舉行的高溫超導研究重大成果發布會上獲悉，由國家最高科學技術獎獲得者薛其坤院士領銜的南方科技大學、粵港澳大灣區量子科學中心與清華大學聯合研究團隊，發現常壓下鎳氧化物的高溫超導電性，為解決高溫超導機理的科學難題提供了全新突破口。相關研究成果發表在《自然》雜志上。

超導類似于電力高速公路上的“零能耗跑車”，電流通過時不會產生能量損耗，被廣泛認為具有顛覆性的技術前景。超導現象自1911年被發現后，尋找在常壓下突破40開爾文（K）“麥克米蘭極限”的更高溫度的超導材料，成為國際科學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物理系副教授陳卓昱率領的研究團隊通過持續攻關，自主研發出“強氧化原子逐層外延”技術。

據悉，這項技術能夠在氧化能力比傳統方法強上萬倍的條件下，實現原子層的精確逐層生長，并精準控制化學配比。研究團隊通過這種在納米尺度“搭原子積木”的方式，成功構建出結構復雜、熱力學亞穩、但晶體質量趨于完美的氧化物薄膜。

研究團隊將該技術應用于鎳基超導材料的開發后，在原子級平滑的基片之上，精確排列鎳、氧等原子，構建出厚度僅幾納米的超薄膜。團隊還在極強氧化環境下，通過界面工程，實現“原子鉚釘術”，固定住了原本需要極高壓環境下才能穩定存在的原子結構。

薛其坤院士介紹，這是氧化物薄膜外延生長技術的一次重大跨越，不僅為包括寬禁帶半導體等各類氧化物的缺氧難題提供了解決方案，還拓展了高溫超導等強關聯電子系統的人工設計與制備。

另悉，該研究成果在常壓環境下實現了鎳氧化物材料的高溫超導電性，使鎳基材料成為繼銅基、鐵基之后，第三類在常壓下突破開爾文（K）“麥克米蘭極限”的高溫超導材料體系。

（南方科技大學供圖）