中科大南科大联合团队登《科学 镍基高温超导核心观测获里程碑突破

2026-08-02 10:12:56来源：互联网

2026年5月26日，国际顶级学术期刊《科学》在线刊发了一项来自中国科研团队的重要成果：中国科学技术大学与南方科技大学的联合研究人员，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，同时观测到电子—玻色子耦合现象。这一突破为破解高温超导机理这一凝聚态物理领域的“世纪难题”提供了关键实验证据，也直观展现了国内高校在基础研究领域协同攻关的核心优势。

高温超导自1986年被发现以来，始终是凝聚态物理领域最受关注的研究方向之一。不同于传统低温超导，高温超导材料能在相对更高的温度下实现零电阻导电，在能源传输、量子计算等领域拥有广阔的应用前景，但其背后的微观机理始终没有明确答案，被学界视为亟待破解的重大科学问题。此前，铜基高温超导是研究的核心对象，而镍氧化物因与铜基材料具有相似的晶体结构和电子态，被认为是探索高温超导普适机理的关键体系，但长期以来，科研人员始终无法直接观测到镍基超导材料的超导能隙结构，这成为制约机理研究的核心瓶颈。

本次突破的实现，源于两个科研团队的精准互补与深度协作。中国科学技术大学团队长期深耕镍氧化物超导薄膜的制备技术，通过反复优化生长工艺、精准调控材料组分，成功制备出兼具高超导转变温度、低缺陷密度的高质量薄膜，为后续的观测实验提供了可靠的样品基础。南方科技大学团队则在高分辨角分辨光电子能谱技术领域积累了深厚经验，利用自主研发的精密观测设备，实现了对超导能隙的原子级分辨率探测，最终捕捉到了此前从未被直接观测到的无节点超导能隙信号，并确认了电子—玻色子耦合的存在。

无节点超导能隙的直接观测，是判断超导配对机制的核心依据。此前，学界针对镍基超导的配对机制存在多种假说，而无节点能隙的发现，直接排除了基于自旋涨落的配对模型，为电子—玻色子耦合主导的配对机制提供了确凿的实验支撑。这一发现不仅填补了镍基高温超导研究中的关键实验空白，更与铜基高温超导的部分观测结果形成呼应，为构建涵盖铜基、镍基等体系的高温超导普适理论提供了重要线索。

这项成果的诞生，也为国内基础研究的协同攻关模式提供了鲜活范例。基础研究往往需要跨领域、跨单位的资源整合，单一团队很难同时掌握样品制备、精密观测等多环节的核心技术。中科大与南科大的合作，打破了单位间的技术壁垒，实现了各自优势的最大化发挥，短短数年就取得了国际领先的研究成果。这种协同模式，不仅能加速重大科学问题的破解，也能推动科研资源的高效利用，为国内基础研究的长远发展注入动力。

目前，全球范围内的高温超导机理研究仍在持续推进，这项成果的发表，无疑为这一领域的发展注入了新的活力。未来，两个团队将继续深化合作，围绕镍基高温超导的微观机理展开更深入的研究，力争在构建普适性高温超导理论上取得新的突破，为高温超导材料的实际应用奠定坚实的科学基础。