‌复旦学者在《Nature》发表室温超导新材料论文‌

近日，复旦大学物理学系赵俊教授团队在《Nature》发表了关于室温超导新材料的研究论文，标题为“Superconductivity in pressurized trilayer La₄Ni₃O₁₀₋δ single crystals”。该研究通过高压技术，在三层镍酸盐La₄Ni₃O₁₀₋δ单晶中发现了压力诱导的体超导电性，最高临界温度（T_c）在69.0 GPa下约为30 K。

‌研究亮点‌：

‌新型超导材料发现‌：研究团队利用高压光学浮区技术，成功生长了高质量的三层镍氧化物La₄Ni₃O₁₀单晶样品。在低于超导临界温度下，样品表现出零电阻和完全抗磁的迈斯纳效应，超导体积分数达到86%，证实了镍氧化物的体超导性质。

‌独特的层间耦合机制‌：与无限层和双层镍氧化物不同，三层结构形成的独特三明治结构使外层和中间层NiO₂面具有不同的化学环境，从而在内层和外层NiO₂面中产生不同的磁结构、电子关联强度和电荷浓度。这种结构为超导电性的调控提供了更多可能性，也为理解层间耦合和电荷转移在高温超导中的作用提供了独特平台。

‌揭示奇异金属行为‌：研究观察到在正常状态下，材料表现出线性温度依赖的电阻，延伸至300 K，这种“奇异金属”行为可能与位于费米能级附近的平带引起的自旋波动增强和强相关性有关。

‌构建超导相图‌：研究精细刻画了La₄Ni₃O₁₀体系在压力下的超导相图，阐明了电荷密度波/自旋密度波、超导、奇异金属行为和晶体结构相变在相图中的关系。结果表明，镍氧化物超导可能与铜氧化物超导具有不同的层间耦合机制，为理解高温超导机理提供了重要见解。

‌研究意义‌：

‌理论突破‌：该研究为高温超导机理的研究提供了新的视角和平台，有助于深入理解自旋序-电荷序、平带结构、层间关联、奇异金属行为和高温超导电性之间的复杂相互作用。

‌应用前景‌：尽管目前发现的超导转变温度在高压下实现，但研究为发现更高性能的高温超导体提供了方向。未来，通过材料设计和调控，有望实现常压或低压下的室温超导，推动超导技术在电力传输、储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域的广泛应用。

‌研究团队与支持‌：

复旦大学物理学系赵俊教授、中国科学院物理研究所研究员郭建刚、北京高压科学研究中心研究员曾桥石为论文的共同通讯作者。

研究得到了国家基金委、科技部、上海市科学技术委员会、北京市自然科学基金、山东省自然科学基金的支持。

部分数据在中国科学院综合极端条件实验装置、美国橡树岭国家实验室和上海同步辐射光源等大科学平台采集。