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④公平競(jìng)技 綠色環(huán)境
⑤逼真場(chǎng)景 極致視聽(tīng)
在Nature此次發(fā)布的研究成果中,趙俊團(tuán)隊(duì)成功合成了高質(zhì)量的三層鎳氧化物L(fēng)a4Ni3O10單晶樣品,樣品在低于超導(dǎo)臨界溫度下表現(xiàn)出了零電阻和完全抗磁的邁斯納效應(yīng),超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到86%,有力證明了鎳氧化物的體超導(dǎo)性質(zhì)。
團(tuán)隊(duì)利用高壓光學(xué)浮區(qū)技術(shù)生長(zhǎng)了大批樣品,不斷尋找總結(jié)規(guī)律,中間歷經(jīng)多次失敗,最終成功合成了純相三層La4Ni3O10鎳氧化物單晶樣品。進(jìn)一步,團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一系列中子衍射和X射線衍射測(cè)量,精確測(cè)定了材料的晶格結(jié)構(gòu)和氧原子坐標(biāo)及含量,發(fā)現(xiàn)其中幾乎沒(méi)有頂點(diǎn)氧缺陷。
领跑娱乐棋牌游戏北京時(shí)間7月17日晚,復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系趙俊教授團(tuán)隊(duì)的研究成果以“Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10-δ single crystals”為題發(fā)表于最新一期的《自然》(Nature)。
趙俊教授團(tuán)隊(duì)利用高壓光學(xué)浮區(qū)技術(shù)成功生長(zhǎng)了三層鎳氧化物L(fēng)a4Ni3O10高質(zhì)量單晶樣品,證實(shí)了鎳氧化物中具有壓力誘導(dǎo)的體超導(dǎo)電性 (bulk superconductivity),其超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到86%,這意味著又一新型高溫超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)。研究還發(fā)現(xiàn)該類材料呈現(xiàn)出奇異金屬和獨(dú)特的層間耦合行為,為人們理解高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了新的視角和平臺(tái)。
以高質(zhì)量單晶樣品為基礎(chǔ),團(tuán)隊(duì)與合作者利用金剛石對(duì)頂砧技術(shù),發(fā)現(xiàn)了La4Ni3O10壓力誘導(dǎo)的超導(dǎo)零電阻現(xiàn)象,在69 GPa壓力下,超導(dǎo)臨界溫度達(dá)到30K。根據(jù)抗磁性數(shù)據(jù)估算,該單晶樣品的超導(dǎo)體積分?jǐn)?shù)高達(dá)86%,證實(shí)了鎳氧化物的體超導(dǎo)性質(zhì)。
這項(xiàng)研究結(jié)果還精細(xì)刻畫了La4Ni3O10體系在壓力下的超導(dǎo)相圖,闡明了電荷密度波/自旋密度波、超導(dǎo)、奇異金屬行為和晶體結(jié)構(gòu)相變?cè)谙鄨D中的關(guān)系。結(jié)果表明鎳氧化物超導(dǎo)可能與銅氧化物超導(dǎo)有著不同的層間耦合機(jī)制,為鎳氧化物超導(dǎo)電性機(jī)理的研究提供了重要見(jiàn)解,并為探索自旋序-電荷序、平帶結(jié)構(gòu)、層間關(guān)聯(lián)、奇異金屬行為和高溫超導(dǎo)電性之間的復(fù)雜相互作用提供了重要的材料平臺(tái)。
趙俊2012年在加州大學(xué)伯克利分校博士后工作結(jié)束后來(lái)到復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系,研究方向?qū)W⒂诟邷爻瑢?dǎo)和量子磁性材料等關(guān)聯(lián)電子體系的中子散射研究,同時(shí)從事大尺度、高質(zhì)量單晶樣品的生長(zhǎng)及其熱力學(xué)和輸運(yùn)性質(zhì)的測(cè)量。
研究高溫超導(dǎo)的一個(gè)重要課題,就是尋找新型高溫超導(dǎo)體。一方面,人們希望從新的角度尋找理解高溫超導(dǎo)機(jī)理的線索,另一方面,新的材料體系也可能提供新的應(yīng)用前景。
復(fù)旦大學(xué)教授趙俊、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員郭建剛、北京高壓科學(xué)研究中心研究員曾橋石,為論文的共同通訊作者。復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系博士后朱英浩、北京高壓科學(xué)研究中心博士生彭帝、復(fù)旦大學(xué)物理系張恩康、中國(guó)海洋大學(xué)泮丙營(yíng)副教授、中國(guó)科學(xué)院物理研究所陳旭工程師為共同第一作者。
超導(dǎo)體指的是在特定轉(zhuǎn)變溫度之下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料,能廣泛應(yīng)用于電力傳輸和儲(chǔ)能、醫(yī)學(xué)成像、磁懸浮列車、量子計(jì)算等領(lǐng)域,具有重要的科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。多年來(lái),世界各國(guó)科學(xué)家圍繞高溫超導(dǎo)現(xiàn)象進(jìn)行了各種形式的深入研究,但經(jīng)過(guò)近四十年的努力,其形成機(jī)理仍是未解之謎。
下一步,趙俊團(tuán)隊(duì)還將繼續(xù)聚焦高溫超導(dǎo)領(lǐng)域重大問(wèn)題,探究不同體系高溫超導(dǎo)體的內(nèi)在聯(lián)系和機(jī)理,理解和發(fā)現(xiàn)更高性能的高溫超導(dǎo)體。
“高溫超導(dǎo)研究的突破大多由實(shí)驗(yàn)、特別是新超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng),至今為止還有很多現(xiàn)有理論無(wú)法完全解釋的現(xiàn)象。”趙俊介紹,“鎳氧化物單晶樣品的生長(zhǎng)條件十分苛刻,需要在特定的高氧壓的環(huán)境中,保持高溫和尖銳的溫度梯度,才能實(shí)現(xiàn)單晶樣品的穩(wěn)定生長(zhǎng)。由于成相的氧壓窗口很小,因此容易出現(xiàn)多種成分的鎳氧化物層狀共生的現(xiàn)象,且生長(zhǎng)過(guò)程中極易出現(xiàn)大量頂點(diǎn)氧位置的缺陷,這可能是鎳氧化物超導(dǎo)含量低的原因。”
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