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自助廣告服務(wù)對話薛其坤：這個(gè)率先是怎么做到的？
??新華社深圳2月20日電 題：對話薛其坤：這個(gè)率先是怎么做到的？
??繼銅基、鐵基材料之后，常壓下高溫超導(dǎo)材料家族再添一員。由國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者薛其坤院士領(lǐng)銜的南方科技大學(xué)、粵港澳大灣區(qū)量子科學(xué)中心與清華大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)常壓下鎳氧化物的高溫超導(dǎo)電性，為高溫超導(dǎo)機(jī)理研究提供了新的“拼圖”。相關(guān)科技成果日前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。
??攻克“盲人摸象”問題
??自1911年科學(xué)家觀察到超導(dǎo)現(xiàn)象以來，這一領(lǐng)域一直是物理學(xué)領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的研究課題之一。高溫超導(dǎo)機(jī)理復(fù)雜如同“量子迷宮”，科學(xué)家探索近40年仍未破解。過去涌現(xiàn)出諸多杰出科研成果，但部分領(lǐng)域仍被專業(yè)人士認(rèn)為處于“盲人摸象”階段。
??首次觀測到量子反常霍爾效應(yīng)、首次發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)界面高溫超導(dǎo)電性，在常壓環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了鎳氧化物材料的高溫超導(dǎo)電性……薛其坤用一個(gè)個(gè)重量級科學(xué)發(fā)現(xiàn)，助力中國量子科學(xué)研究躋身世界第一梯隊(duì)。
??圖為薛其坤與研發(fā)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行高溫超導(dǎo)研究（資料照片）。新華社發(fā)（受訪者供圖）
??在此次研究中，薛其坤團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，自主研發(fā)了“強(qiáng)氧化原子逐層外延”技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以在氧化能力比傳統(tǒng)方法強(qiáng)上萬倍的條件下，依然實(shí)現(xiàn)原子層的逐層生長，并精確控制化學(xué)配比，如同在納米尺度上“搭原子積木”，構(gòu)建出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱力學(xué)亞穩(wěn)、但晶體質(zhì)量趨于完美的氧化物薄膜。
??除了科學(xué)發(fā)現(xiàn)，本次研究最重要的突破是搭建技術(shù)平臺(tái)。“團(tuán)隊(duì)發(fā)展了獨(dú)特的強(qiáng)氧化能力薄膜生長技術(shù)，成功獲得了晶體質(zhì)量更高的薄膜材料。這不僅實(shí)現(xiàn)了科學(xué)上的突破性發(fā)現(xiàn)，也為我國在超導(dǎo)乃至量子材料領(lǐng)域的長期自主發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，希望攻克在這個(gè)領(lǐng)域研究中盲人摸象的問題，從更高、更全面的站位開展探索。”薛其坤說。
??全球率先公布鎳基材料超導(dǎo)完整實(shí)驗(yàn)證據(jù)
??斯坦福團(tuán)隊(duì)于2024年12月19日在《自然》線上發(fā)表論文，報(bào)道了超導(dǎo)電性的跡象；南科大團(tuán)隊(duì)2024年11月16日向《自然》雜志投稿，2024年12月21日在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交研究成果，并率先公布了鎳基材料超導(dǎo)完整實(shí)驗(yàn)證據(jù)，引發(fā)學(xué)術(shù)界巨大反響。
??在并跑同步撞線過程中，斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用的是脈沖激光沉積技術(shù)，南方科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用的是強(qiáng)氧化原子逐層外延技術(shù)。中美團(tuán)隊(duì)研究路徑獨(dú)立，實(shí)驗(yàn)相互印證。
??中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)物理學(xué)院院長林海青認(rèn)為，中國科學(xué)家此次在常壓下獲得的第三類高溫超導(dǎo)材料具有非常重大的創(chuàng)新意義，是高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的一個(gè)重要突破。
??相較于其他團(tuán)隊(duì)采用的傳統(tǒng)技術(shù)路徑，南科大團(tuán)隊(duì)選擇的強(qiáng)氧化原子逐層外延技術(shù)路徑也體現(xiàn)了中國科研實(shí)力。這種技術(shù)特點(diǎn)是氧化反應(yīng)強(qiáng)烈，但可實(shí)現(xiàn)鎳氧化物精準(zhǔn)可控。
??研究團(tuán)隊(duì)研制出一種在極強(qiáng)的氧化環(huán)境下能實(shí)現(xiàn)在納米尺度上“搭原子積木”的技術(shù)，制備出這種常壓下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的鎳氧化物薄膜。如同火山噴薄而出，科學(xué)家要在火山口上“繡花”。“在氧化能力比傳統(tǒng)方法強(qiáng)上萬倍的條件下，依然實(shí)現(xiàn)原子層的逐層生長，并精確控制化學(xué)配比，構(gòu)建出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱力學(xué)亞穩(wěn)、但晶體質(zhì)量趨于完美的氧化物薄膜，實(shí)現(xiàn)氧化物薄膜外延生長技術(shù)的一次重大跨越。”薛其坤說。
??擴(kuò)容常壓高溫超導(dǎo)“俱樂部”
??高溫超導(dǎo)材料家族有三個(gè)主要成員：銅基、鐵基和鎳基。本次研究突破，正式讓鎳基材料進(jìn)入常壓下突破40K“麥克米蘭極限”的高溫超導(dǎo)材料“俱樂部”，為解決高溫超導(dǎo)機(jī)理的科學(xué)難題提供了全新突破口，為高溫超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用開拓了想象空間。
??在本次科學(xué)研究突破中，人才是關(guān)鍵。此次發(fā)現(xiàn)，正是在新型有組織科研的模式下，經(jīng)過南科大、粵港澳大灣區(qū)量子科學(xué)中心、清華大學(xué)三個(gè)單位，大團(tuán)隊(duì)異地協(xié)作，堅(jiān)持不懈科研攻堅(jiān)所取得的成果。
??實(shí)現(xiàn)這一重大突破的科研團(tuán)隊(duì)高度年輕化。團(tuán)隊(duì)平均年齡28歲，負(fù)責(zé)人陳卓昱副教授年僅35歲。
??薛其坤表示：“很多重大的科技突破都是在年輕人身上發(fā)現(xiàn)，他們有一個(gè)共性，就是瞄準(zhǔn)了一件事情，能夠堅(jiān)持不懈地去探索去努力，從實(shí)驗(yàn)室慢慢研發(fā)到實(shí)現(xiàn)突破，我覺得這對整個(gè)社會(huì)、對整個(gè)科技界、對年輕人一代，都是有很大啟示作用的。”
??展望未來，薛其坤充滿信心，“中國必將在全球新一輪信息技術(shù)革命中貢獻(xiàn)重要力量。”
相關(guān)標(biāo)簽： 常壓高溫超導(dǎo)、
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