研究突破概述 - 山东大学晶体材料全国重点实验室张俊杰教授、陶绪堂教授团队联合多个团队在镍基超导研究取得重要突破 开发了一种新镍基超导体 创下该类材料超导转变温度的最高纪录[1] - 相关研究成果已刊发于国际期刊《自然》[1] 技术背景与挑战 - 镍基氧化物作为高温超导体系“新贵” 其研究面临两大挑战 一是体块单晶依赖高压制备 二是最高超导转变温度仅83K（-190.15℃） 远低于铜基超导体的164K（-109.15℃）[1] 核心技术创新 - 研究团队首创“常压助熔剂法” 以碳酸钾为助熔剂 在常压下成功生长了系列双层镍氧化物单晶[1] - 该方法打破了高压依赖 提供了低成本、易推广的单晶制备方案[2] - 测试表明 所制备的单晶具有良好的成分均匀性和高的晶体质量 为高温超导机理研究提供了优质材料平台[1] - 该材料在单斜、四方两种结构下均能超导 为解决镍基高温超导机理问题提供了重要结构基础[1] 关键规律发现与性能纪录 - 团队首次发现“晶格畸变越大 超导温度越高”的关键规律[1] - 基于此规律 团队创造了全球最高镍基超导体转变温度纪录——96K（-177.15℃）[1] - 该“晶格畸变-Tc”规律刷新了镍基高温超导转变温度纪录 为合成更高Tc的镍基高温超导材料提供了有效思路[2]

文章核心观点 - 美国麻省理工学院物理学家在魔角扭转三层石墨烯中首次直接观测到非常规超导性的关键证据 [1] - 该发现为实现室温超导目标起到重要推动作用 [1] 研究背景与意义 - 室温超导在接近室温条件下仍能工作 如能实现将带来零能耗输电电缆、高效电网和实用量子计算系统等新技术 [1] - 非常规超导体可能在更高温度下保持超导特性 魔角石墨烯是其中代表 [1] - 2018年麻省理工学院团队首次制备出魔角双层石墨烯 催生了扭角电子学这一全新研究领域 [1] 实验方法与发现 - 团队利用新开发的实验平台 将电子隧穿测量与电输运测试结合 在同一器件中同时观测超导能隙与零电阻特征 [1] - 实验在接近绝对零度的条件下进行 结果显示只有当材料呈现零电阻进入超导状态时才会出现明显的超导隧穿能隙 [1] - 进一步的温度与磁场测试显示该能隙具有独特的V形曲线 而常规超导体通常呈现平滑对称形态 [2] 研究结论与未来方向 - MATTG中的电子配对方式与传统超导体完全不同 其超导机制必然不同于传统类型 [2] - 电子紧密结合的特征可能源于强电子相互作用 而非传统的晶格振动机制 这对于未来实现室温超导至关重要 [2] - 新平台能实时观测二维材料中超导能隙的形成与演化 为研究不同体系中的电子配对机制提供新实验手段 [2] - 下一步团队将利用该平台探索更多二维扭转结构和材料 有望揭示电子配对与量子态竞争的本质 [2]