中科大南科大联手取得镍基高温超导关键突破 成果登上国际顶刊《科学

2026-05-28 09:35:04来源：互联网

2026年5月26日，国际顶尖学术期刊《科学》在线刊发了一项来自中国的凝聚态物理重磅成果：中国科学技术大学与南方科技大学的科研团队，首次在镍氧化物高温超导薄膜中直接观测到无节点超导能隙，并发现了清晰的电子—玻色子耦合现象。这一突破为困扰凝聚态物理界数十年的高温超导机理研究，提供了至关重要的实验证据，也再次展现了我国基础科研领域跨机构协同攻关的强大实力。

高温超导是凝聚态物理领域的核心研究方向之一，自上世纪80年代铜基高温超导材料被发现以来，科学家们始终致力于破解其超导机理这一“世纪难题”。镍氧化物作为继铜基之后最具潜力的高温超导体系，因其电子结构与铜基材料高度相似，被视为揭示高温超导本质的关键突破口。然而，长期以来，科研界始终未能在镍基超导材料中直接观测到无节点超导能隙——这一判断超导电子配对机制的核心标志，导致相关机理研究一直处于瓶颈状态，难以推进实质性突破。

针对这一核心问题，中科大与南科大的科研团队发挥各自优势，展开了深度协同攻关。南科大团队凭借在超导薄膜制备领域的长期积累，历经多轮样品制备与表征实验的反复验证，成功制备出兼具高超导转变温度与高结晶质量的镍氧化物薄膜样品，为后续的精密表征奠定了坚实基础；中科大团队则利用高分辨角分辨光电子能谱技术，对样品进行了系统的电子结构表征，最终成功捕捉到了无节点超导能隙的清晰信号，并观测到电子与玻色子之间的耦合特征。整个研究过程中，双方团队定期开展线下研讨，共享实验数据与分析思路，针对实验中出现的问题及时调整方案，确保了研究的高效推进。

这次观测到的无节点超导能隙，直接推翻了此前部分科研人员关于镍基超导可能存在节点能隙的推测，为明确镍基超导的电子配对机制提供了直接的实验依据。而电子—玻色子耦合现象的发现，进一步验证了常规超导理论在高温超导体系中的适用性，为整合铜基与镍基超导的共性机理提供了关键线索。这一成果不仅填补了镍基高温超导研究领域的核心实验空白，也为全球高温超导机理研究开辟了新的方向，让科学家们得以从全新角度重新审视高温超导的本质。

基础研究的突破往往需要跨领域、跨机构的深度协作，这次中科大与南科大的成功合作，正是这一模式的生动体现。两家高校分别在超导表征技术与薄膜制备工艺上拥有独特优势，通过资源共享、优势互补，实现了1+1>2的科研成效。这一成果也标志着我国在高温超导领域的研究已处于国际前沿水平，为后续开发更高性能的超导材料、推动超导技术在能源、医疗、交通等领域的实际应用奠定了坚实的理论基础。未来，科研团队将继续围绕高温超导机理展开深入研究，进一步探索镍基超导体系的更多物理特性，为破解高温超导这一世纪难题贡献更多中国智慧。