2026年5月 中科大南科大联合攻关成果登〈科学〉 高温超导机理研究获关键实验证据

2026-06-11 10:44:05来源：互联网

5月26日，国际顶级学术期刊《科学》在线刊发中国科学技术大学与南方科技大学联合研究团队的最新成果：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，并捕捉到清晰的电子—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核心实验支撑，也标志着我国在镍基高温超导领域的研究跃升至国际领先水平。

高温超导是凝聚态物理领域的核心研究方向之一，其潜在应用价值涵盖能源传输、医疗成像、高速磁悬浮交通等多个关键领域。自上世纪80年代铜基高温超导被发现以来，学界始终致力于破解其超导机理，但因微观过程的复杂性，至今仍未形成统一的理论框架。2019年镍基高温超导体系被发现后，因其晶体结构与铜基超导高度相似却又存在关键电子结构差异，成为探索高温超导通用机理的重要突破口。不过，由于镍氧化物超导材料制备难度大、观测精度要求极高，此前学界始终未能获得直接支撑其机理的核心实验数据。

这项研究的突破，源于两所高校的优势互补与深度协同。南方科技大学团队凭借多年在新型超导材料制备领域的技术积累，攻克了镍氧化物超导薄膜制备的核心难题——通过精准调控薄膜生长的温度、气压与组分比例，成功制备出兼具高超导转变温度与高结晶质量的样品，这是开展高精度观测的核心基础。中国科学技术大学团队则依托自主研发的高分辨角分辨光电子能谱技术，突破了传统观测手段的分辨率局限，对样品进行了系统的电子结构表征，最终捕捉到此前从未被直接观测到的关键物理信号。

无节点超导能隙的直接观测，推翻了此前部分基于间接实验的理论假设，为镍基超导的电子配对机制提供了最直接的实验依据。而电子—玻色子耦合现象的发现，则进一步印证了超导电子对形成的核心驱动力，填补了镍基高温超导机理研究中的关键空白。两项核心观测结果相辅相成，将为凝聚态物理学界构建完整的镍基高温超导理论框架提供核心支撑，也为后续探索更高临界温度的超导材料开辟了新的研究路径。

从启动合作到取得突破，两所高校的研究团队历经三年多的联合攻关。期间，双方团队多次开展线下研讨、共享实验平台，针对样品制备与观测过程中的难题共同探索解决方案，充分发挥了各自的技术优势：南科大的材料制备能力解决了“实验原料”的问题，中科大的表征技术则实现了“精准观测”的突破。这种跨机构的深度协同，不仅缩短了研究周期，也为基础研究领域的协同攻关提供了可借鉴的范例。

在全球基础研究竞争日益激烈的背景下，重大科学难题的突破往往需要跨领域、跨机构的深度合作。此次镍基高温超导研究的成果，不仅展现了我国在凝聚态物理领域的科研实力，也凸显了基础研究中协同攻关的重要价值。未来，随着更多跨机构合作项目的推进，我国有望在更多前沿科学领域取得突破性进展，为全球科学发展贡献更多中国智慧。