中新社成都3月2日電(記者 賀劭清)記者2日從電子科技大學(xué)獲悉，該校物理學(xué)院?jiǎn)塘航淌趫F隊在超導新材料研究領(lǐng)域取得重大突破，發(fā)現了無(wú)限層鎳氧化物超導體(鎳基超導)超導電性的關(guān)鍵性元素(H)和奇異電子態(tài)(間隙位s軌道)，為鎳基超導領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟了嶄新的思路。研究結果以《Critical Role of Hydrogen for Superconductivity in Nickelates》為題，在國際著(zhù)名期刊《自然》(Nature)雜志在線(xiàn)發(fā)表。

據了解，鎳基超導是當前凝聚態(tài)物理的前沿領(lǐng)域，具有重要的科學(xué)意義。在當前基于銅氧化物的高溫超導(銅基超導)研究陷入瓶頸的情況下，對類(lèi)銅結構的無(wú)限層鎳氧化物超導電性的深入研究，對于揭示高溫超導的本征物理機制和新一代超導技術(shù)的發(fā)展具有重要推動(dòng)作用。

自2019年美國斯坦福大學(xué)Hwang教授課題組率先在基于無(wú)限層結構的鎳氧化物外延薄膜中發(fā)現了超導電性以來(lái)，鎳基超導領(lǐng)域的發(fā)展并不順利。雖然鎳基超導的一些新現象相繼被報道，但其超導的起源之謎和樣品制備難度大、不同課題組間的重現性差，成為困擾該領(lǐng)域的兩大難題，制約著(zhù)鎳基超導領(lǐng)域的發(fā)展。

一般來(lái)說(shuō)，物理規律是客觀(guān)存在的。當不同科學(xué)家的課題組制備的材料樣品頻繁出現“性能不能重現”的問(wèn)題時(shí)，可能是因為材料內部存在著(zhù)不為人知的“隱變量”，從而“悄悄”改變了制備出的材料的物理性能。喬梁教授團隊通過(guò)系統深入的研究，發(fā)現鎳基超導外延薄膜中存在大量的H元素，而且H元素自始至終存在于薄膜晶格外延生長(cháng)和拓撲化學(xué)還原的過(guò)程。

該團隊通過(guò)極低溫強磁場(chǎng)輸運性質(zhì)研究發(fā)現，之所以全球僅有少數課題組可以成功制備零電阻超導樣品，而且樣品重復性差，主要原因就是之前不同課題組的實(shí)驗，有可能沒(méi)有考慮到H元素的存在對超導的影響，沒(méi)有精確控制樣品的H元素含量。

這一研究結果糾正了學(xué)界對該類(lèi)材料電子結構的認識，為理解鎳基超導的物理起源提供了關(guān)鍵信息，也為未來(lái)的深入理解鎳基超導的相關(guān)物理和材料性能，提供了準確的物理模型。(完)