科学家在镨系镍氧化物中发现压力诱导的超导电性

时间: 2025-01-25 16:42:41 |   作者: 新闻中心

  近来，中山大学物理学院教授王猛团队在国家重点研制方案、国家自然科学基金等项目的赞助下，初次在Pr多晶样品中发现压力下近30K的超导电性。相关效果发表于《我国物理快报》（

  磁性、比热、结构及压力下的电输运丈量成果。（a）常压下磁化率；（b）比热及电阻率观察到两个密度波改变；（c）随压力添加，结构从单斜相向四方相改变；（d）压力添加使电阻减小并呈现超导改变；（e）超导改变温度存在磁场依靠；（f）超导电性上临界场拟合；（g）密度波序与超导电性在压力下的相图。研讨团队供图

  自从上世纪80年代发现铜氧化物高温超导体以来，高温超导研讨一直是凝聚态物理范畴的重要前沿。探究新式高温超导体关于研讨高温超导机制及其使用至关重要。具有与铜氧化物高温超导体相似晶体结构和电子构型的镍氧化物，被认为是潜在的高温超导体。

  2023年，王猛团队同合作者在双层镍氧化物La3Ni2O7单晶样品中14GPa压力下发现80K的超导电性。随后，研讨团队在试验上对La3Ni2O7系统的超导电性、化学组分、超导态的晶格结构、电子结构、电子相关强度、磁激起谱和磁换相关强度、超快动力学性质、地道谱学等性质进行了系统研讨。

  论文一起通讯作者、中山大学理学院副教授孙华蕾表明，La3Ni2O7超导电性被发现后，国内外多个研讨团队报导了在La4Ni3O10样品中发现压力诱导的超导电性。但是，镍氧化物体资料的超导研讨局限于La-Ni-O资料系统及其掺杂样品。

  最新研讨中，王猛团队使用溶胶凝胶法组成出了Pr4Ni3O10多晶样品，使用金刚石对顶砧技能对样品进行了不同压力下的结构和电输运研讨。不同于La-Ni-O系统，Pr4Ni3O10-中Ni 和 Pr子晶格分别在157.6 和 4.3 K构成密度波序。晶体结构在20GPa压力邻近从P21/a单斜相改变成I4/mmm四方相。结构相变后低温下电阻呈现敏捷减小而且改变温度存在很明显的磁场依靠，预示着Pr4Ni3O10-存在超导电性。在54.1GPa压力下超导改变温度到达30K，拟合的上临界场为29.8 T。