薛其坤院士领衔团队实现高温超导领域重大新突破

【DT半导体】获悉，2月18日，南方科技大学举行的高温超导研究重大成果发布会上，由国家最高科学技术奖获得者薛其坤院士领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队，发现常压下镍氧化物的高温超导电性，为解决高温超导机理的科学难题提供了全新突破口。相关研究成果发表在《自然》杂志上。

超导类似于电力高速公路上的“零能耗跑车”，电流通过时不会产生能量损耗，被广泛认为具有颠覆性的技术前景。自1911年超导现象被发现后，寻找在常压下突破40开尔文（K）“麦克米兰极限”的更高温度的超导材料，成为国际科学界重要研究方向之一。

由薛其坤院士与南方科技大学物理系副教授陈卓昱率领的研究团队通过持续攻关，自主研发出“强氧化原子逐层外延”技术。该技术能够在氧化能力比传统方法强上万倍的条件下，实现原子层的精确逐层生长，并精准控制化学配比。研究团队通过这种在纳米尺度“搭原子积木”的方式，成功构建出结构复杂、热力学亚稳、但晶体质量趋于完美的氧化物薄膜。

研究团队将该技术应用于镍基超导材料的开发后，在原子级平滑的基片之上，精确排列镍、氧等原子，构建出厚度仅几纳米的超薄膜。团队还在极强氧化环境下，通过界面工程，实现“原子铆钉术”，固定住了原本需要极高压环境下才能稳定存在的原子结构。

薛其坤院士介绍，这是氧化物薄膜外延生长技术的一次重大跨越，不仅为包括宽禁带半导体等各类氧化物的缺氧难题提供了解决方案，还拓展了高温超导等强关联电子系统的人工设计与制备。

该研究成果在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性，使镍基材料成为继铜基、铁基之后，第三类在常压下突破40开尔文（K）“麦克米兰极限”的高温超导材料体系。