中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 方夢(mèng)宇）高溫超導(dǎo)機(jī)理是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的“世紀(jì)難題”。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)何俊峰教授研究組與南方科技大學(xué)薛其坤院士、陳卓昱副教授研究組合作，在新型鎳基高溫超導(dǎo)的機(jī)理研究中取得重大突破，相關(guān)成果于5月22日發(fā)表于國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志。

超導(dǎo)現(xiàn)象自1911年被發(fā)現(xiàn)以來，因其極限電磁性能，成為國際科學(xué)界的一個(gè)重要研究方向。傳統(tǒng)超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度非常低，極大地限制其應(yīng)用場景。因此，探索高溫超導(dǎo)材料、理解高溫超導(dǎo)機(jī)理成為國際超導(dǎo)研究的關(guān)鍵科學(xué)問題。

銅基和鐵基高溫超導(dǎo)材料是已知的高溫超導(dǎo)體，然而由于其高溫超導(dǎo)機(jī)理復(fù)雜，經(jīng)過幾十年的探索仍未破解。近期，鎳基高溫超導(dǎo)的出現(xiàn)，為理解高溫超導(dǎo)機(jī)理提供了新的機(jī)遇。率先獲得鎳基高溫超導(dǎo)機(jī)制的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證據(jù)，成為全球科學(xué)家的最新競技場。

本項(xiàng)目研究揭示出“無節(jié)點(diǎn)超導(dǎo)能隙”和“電子—玻色子耦合”現(xiàn)象，為“超導(dǎo)能隙對(duì)稱性”和“超導(dǎo)配對(duì)機(jī)制”這兩個(gè)高溫超導(dǎo)核心問題的理解提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

據(jù)悉，在高溫超導(dǎo)研究中，“超導(dǎo)能隙對(duì)稱性”對(duì)于高溫超導(dǎo)機(jī)制的理解具有里程碑意義。因此，在新型鎳基高溫超導(dǎo)中探索“超導(dǎo)能隙對(duì)稱性”成為當(dāng)前國際高溫超導(dǎo)研究的最前沿。研究團(tuán)隊(duì)在RP相鎳基高溫超導(dǎo)薄膜中揭示出整個(gè)動(dòng)量空間中沒有能隙節(jié)點(diǎn)，為超導(dǎo)能隙對(duì)稱性提供了關(guān)鍵判據(jù)。

在高溫超導(dǎo)中，“電子配對(duì)”是形成超導(dǎo)的關(guān)鍵一步。理解電子如何配對(duì)是解決高溫超導(dǎo)機(jī)制的一個(gè)核心問題。研究團(tuán)隊(duì)在鎳基高溫超導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)了電子—玻色子耦合的存在，為理解高溫超導(dǎo)電子配對(duì)機(jī)制提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行真空腔樣品轉(zhuǎn)移（從左到右：何俊峰教授、博士生沈建昌、博士生繆宇）。周欣宇 攝

團(tuán)隊(duì)正在調(diào)試激光角分辨光電子能譜（從左到右：何俊峰教授、博士生繆宇、博士生沈建昌）。周欣宇 攝