中国科学家独立发现全新高温超导体 实现超导只需-192℃

中国科学家独立发现全新高温超导体实现超导只需-192℃超导领域已经产生5个诺贝尔奖，中国科学家也在超导领域获得了一次国家自然科学一等奖、一次国家最高科学技术奖。王猛教授团队历时三年，成功获得了镍氧化物La3Ni2O7单晶，并确定它能在压力下实现超导，转变温度高达80K(零下192摄氏度)，达到了液氮温区(零下196摄氏度)。它也成为铜氧化物高温超导体之外，完全不同体系的高温超导体，而且电子结构、磁性与铜氧化物完全不同，有望推动破解高温超导机理，使设计和预测高温超导材料成为可能。《自然》杂志审稿人也高度评价了这一成果，认为它“具有突出重要性”，“是开创性的发现”。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370677.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370677.htm

中国科学家发现液氮温区镍氧化物超导体 有望破解高温超导机理

中国科学家发现液氮温区镍氧化物超导体有望破解高温超导机理《自然》杂志7月12日刊登中山大学王猛教授团队与其他单位合作的成果：首次发现液氮温区镍氧化物超导体。这是由中国科学家首次率先独立发现的全新高温超导体系，是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料，是基础研究领域“从0到1”的重要突破，将有望推动破解高温超导机理，使设计和预测高温超导材料成为可能，在信息技术、工业加工技术、超导电力、生物医学和交通运输等领域，实现更广泛的应用。——

超导突破：科学家发现量子物质的新状态

超导突破：科学家发现量子物质的新状态这种"自旋三重电子对晶体"是一种以前未知的拓扑量子物质状态。这一发现最近发表在《自然》杂志上。顾强强是在文理学院詹姆斯-吉尔伯特-怀特杰出荣誉教授、物理学家J.C.SéamusDavis实验室工作的博士后研究员，他与科克大学学院的乔-卡罗尔和牛津大学的王树秋共同领导了这项研究。当配对电势呈现奇奇偶性时，超导体就是拓扑超导体，这会导致每个电子对采用自旋三重态，两个电子自旋的方向相同。顾强强介绍说，拓扑超导体是物理学家们热衷研究的对象，因为从理论上讲，它们可以构成超稳定量子计算机的材料平台。然而，即使对拓扑超导进行了长达十年的深入研究，除了同样在康奈尔大学发现的超流体3He之外，还没有任何块体材料被明确认定为自旋三奇偶超导体。最近，一种奇特的新材料--二碲化铀（UTe2）成为这种分类的极有希望的候选者。然而，它的超导阶参数仍然难以捉摸。2021年，理论物理学家开始提出，UTe2实际上处于拓扑对密度波（PDW）状态。此前从未探测到过这种形式的量子物质。简单地说，拓扑对密度波就像超导体中的成对电子的静态舞蹈，但这些成对电子在空间中形成周期性的晶体图案。"我们康奈尔大学的团队在2016年利用我们为此发明的超导尖端扫描约瑟夫森隧穿显微镜发现了有史以来观测到的第一个PDW，"顾说。"从那时起，我们开创了在毫开尔文温度和微伏能量分辨率下的SJTM研究。在UTe2项目中，我们直接观察到了超导配对势在原子尺度上的空间调制，并发现它们的调制完全符合PDW状态下电子对密度在空间周期性调制的预测。我们探测到的是一种新的量子物质态--由自旋-三重库珀对组成的拓扑对密度波"。库珀对密度波是电子量子物质的一种形式，其中电子对凝固成超导PDW态，而不是形成传统的"超导"流体，在这种流体中，所有电子对都处于相同的自由运动状态。顾强强说："在自旋三重超导体中首次发现PDW令人兴奋。铀基重费米子超导化合物是一类新颖奇特的材料，为实现拓扑超导提供了一个前景广阔的平台。......我们的科学发现还指出了这种有趣的量子态在s波、d波和p波超导体中无处不在的性质，并为在广泛的材料中识别这种状态提供了新的途径。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380305.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380305.htm

科学家发现第一种存在于自然界的非常规超导体：密硫铑矿

科学家发现第一种存在于自然界的非常规超导体：密硫铑矿保罗-坎菲尔德（PaulCanfield）培育的密硫铑矿晶体图片。资料来源：美国能源部埃姆斯国家实验室研究小组对密硫铑矿的研究发现，它是一种非常规超导体，具有与高温超导体类似的特性。他们的发现进一步加深了科学家们对这种超导性的理解，这可能会在未来带来更可持续、更经济的基于超导体的技术。超导电性是指材料能够导电而不损失能量。超导体的应用领域包括医疗核磁共振成像仪、电力电缆和量子计算机。传统的超导体很好理解，但临界温度较低。临界温度是一种材料成为超导体的最高温度。20世纪80年代，科学家发现了非常规超导体，其中许多的临界温度要高得多。据艾姆斯实验室的科学家鲁斯兰-普罗佐罗夫（RuslanProzorov）称，所有这些材料都是在实验室中培育出来的。这一事实使人们普遍认为，非常规超导并非自然现象。普罗佐罗夫解释说，很难在自然界中找到超导体，因为大多数超导元素和化合物都是金属，容易与氧气等其他元素发生反应。密硫铑矿（Rh17S15）是一种有趣的矿物，原因有几个，其中之一就是它复杂的化学式。直觉上，我们会认为这是在集中搜索过程中刻意制造出来的东西，不可能存在于自然界中。爱荷华州立大学物理和天文学特聘教授、艾姆斯实验室科学家保罗-坎菲尔德（PaulCanfield）在新型晶体材料的设计、发现、生长和表征方面拥有丰富的专业知识。他为这个项目合成了高质量的密硫铑矿晶体。坎菲尔德说："虽然密硫铑矿是在俄罗斯车里雅宾斯克州米亚斯河附近发现的一种矿物，但它是一种罕见的矿物，一般不会生长出形态良好的晶体。"密硫铑矿晶体是发现结合了高熔点元素（如Rh）和挥发性元素（如S）的化合物的更大努力的一部分。坎菲尔德说："与纯元素的性质相反，我们一直在掌握这些元素混合物的使用方法，使晶体能够在蒸汽压最小的情况下低温生长。这就像发现了一个隐藏的钓鱼洞，里面有很多大鱼。在Rh-S系统中，我们发现了三种新的超导体。而且，通过鲁斯兰的详细测量，我们发现密硫铑矿是一种非常规超导体。"研究小组专门研究低温超导体的先进技术。材料需要低至50毫开尔文，也就是约华氏零下460度。普罗佐罗夫的团队使用了三种不同的测试来确定密硫铑矿的超导性质。主要测试称为"伦敦穿透深度"。它确定了弱磁场从表面穿透超导体体的距离。在传统超导体中，这一长度在低温下基本保持不变。然而，在非常规超导体中，它随温度呈线性变化。这项测试表明，密硫铑矿具有非常规超导体的特性。研究小组进行的另一项测试是在材料中引入缺陷。这项测试是他的团队在过去十年中采用的一项标志性技术。它包括用高能电子轰击材料。在这个过程中，离子会被击离它们的位置，从而在晶体结构中产生缺陷。这种无序会导致材料临界温度的变化。传统超导体对非磁性无序并不敏感，因此这种测试将显示临界温度没有变化或变化很小。非常规超导体对无序非常敏感，引入缺陷会改变或抑制临界温度。它还会影响材料的临界磁场。研究小组发现，在密硫铑矿中，临界温度和临界磁场的表现与非常规超导体的预测一致。对非常规超导体的研究提高了科学家对其工作原理的理解。普罗佐罗夫解释说，这一点非常重要，因为"揭示非常规超导背后的机制是超导体经济合理应用的关键"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423812.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423812.htm

自然杂志：科学家迄今为止未能证明韩国团队的 LK-99 材料是室温超导体

自然杂志：科学家迄今为止未能证明韩国团队的LK-99材料是室温超导体一个韩国团队声称发现了一种在室温和环境压力下工作的超导体，这一消息引起了广泛关注，并促使科学家和业余爱好者进行了大量的复现工作。但最初在实验和理论上重现这一值得关注的结果的努力却未能成功，研究人员仍然深感怀疑。由首尔初创公司量子能源研究中心的SukbaeLee和Ji-HoonKim领导的研究小组在7月1日25日发表的预印本中表示，一种由铜、铅、磷和氧组成的化合物，被称为LK-99，在环境压力和温度高于127°C（400开尔文）时是超导体。研究小组声称，样品显示出超导性的两个关键迹象：零电阻和迈斯纳效应，其中材料排出磁场，导致样品悬浮在磁铁上方。以前的努力仅在极低的温度或极高的压力下在某些材料中实现了超导。尚未证实任何材料在环境条件下是超导体。首次复现LK-99的尝试在最近几天的报道中并没有改善该材料的前景。这些研究都没有直接证据表明该材料具有超导性。（韩国团队未回应《自然》杂志的置评请求。）印度新德里国家物理实验室和北京北航大学的两个独立实验团队分别报告说，他们成功合成了LK-99，但没有观察到超导性的迹象。中国南京东南大学的研究人员进行的第三个实验在LK-99中没有发现迈斯纳效应，但在-163°C（110开尔文）时测得LK-99的电阻接近零——这远低于常温，但对于超导体来说却很高。理论学家也加入了争论。几个理论研究使用了一种名为密度泛函理论（DFT）的计算技术来计算LK-99的电子结构。DFT计算表明LK-99可能具有有趣的电子特性，在其他材料中，这些特性与铁磁性和超导性等行为有关。但是没有一项研究发现LK-99在常规条件下是超导体。复现尝试的有限成功并没有平息网上的猜测。尽管许多材料（包括石墨烯、青蛙和钳子）都可以表现出类似的磁性行为，但未经证实的样本视频（据称是由于超导性而悬浮）已作为“证据”流传开来。——（nature）

科学家发现存在一种2017年首次预测的难以捉摸的超导态

科学家发现存在一种2017年首次预测的难以捉摸的超导态这是荷兰格罗宁根大学复杂材料设备物理学组组长、《自然》杂志有关FFLO超导态论文的第一作者叶毅教授、博士。图片来源：SylviaGermes该论文的第一作者是格罗宁根大学复杂材料设备物理学组组长叶毅教授。叶教授和他的团队一直在研究伊辛超导态。这是一种特殊的状态，可以抵抗通常会破坏超导性的磁场，该团队在2015年对其进行了描述。2019年，他们创造了一种由双层二硫化钼组成的装置，可以将驻留在两层中的伊辛超导态耦合在一起。有趣的是，Ye和他的团队创造的装置可以利用电场打开或关闭这种保护，从而形成一个超导晶体管。耦合伊辛超导体装置揭示了超导领域一个长期存在的难题。1964年，四位科学家（富尔德、费雷尔、拉尔金和奥夫钦尼科夫）预言了一种在低温和强磁场条件下可能存在的特殊超导状态，即FFLO状态。在标准超导电性中，电子作为库珀对以相反的方向运动。由于它们以相同的速度运动，这些电子的总动量为零。然而，在FFLO状态中，库珀对中的电子之间存在微小的速度差，这意味着存在净动量。叶毅教授介绍说："这种状态非常难以捉摸，只有少数文章声称它存在于普通超导体中。"然而，这些文章都不是结论性的。这个相图描述了六折各向异性轨道FFLO状态的存在，它占据了相图的很大一部分。右上角的示意图展示了超导阶参数的空间调制。资料来源：P.Wan/格罗宁根大学要在传统超导体中产生FFLO状态，需要一个强磁场。但磁场的作用需要仔细调整。简单地说，要让磁场发挥两种作用，我们需要利用泽曼效应。这可以根据自旋方向（磁矩）来分离库珀对中的电子，而不是轨道效应--通常会破坏超导性的另一种作用。"这就像超导性与外部磁场之间的微妙谈判。"第一作者PuhuaWan制作的样品满足了证明库珀对中确实存在有限动量的所有要求。资料来源：P.Wan/格罗宁根大学叶和他的合作者于2015年在《科学》（Science）杂志上介绍并发表的伊辛超导抑制了泽曼效应。他说："通过过滤掉使传统FFLO成为可能的关键成分，我们为磁场发挥其另一个作用（即轨道效应）提供了充足的空间。我们在论文中展示的是轨道效应驱动的FFLO状态在我们的伊辛超导体中的清晰指纹，这是一种非常规的FFLO态，2017年首次在理论上被描述。"传统超导体中的FFLO态需要极低的温度和极强的磁场，因此很难产生。然而，在叶教授的伊辛超导体中，只需较弱的磁场和较高的温度就能达到这种状态。事实上，2019年，研究人员首次在他的二硫化钼超导装置中观察到FFLO状态的迹象："当时我们无法证明这一点，因为样品不够好。不过，他的博士生万普华后来成功制作出了符合所有要求的材料样品，证明库珀对中确实存在有限动量。实际实验花了半年时间，但对实验结果的分析又花了一年时间。"这种新的超导状态还需要进一步研究。还有很多东西需要了解。例如，动量如何影响物理参数？研究这种状态将为超导提供新的见解。这或许能让我们在晶体管等设备中控制这种状态。这是物理学家们的下一个挑战。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372531.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372531.htm