我科学家在镍基高温超导领域再获突破

2026/5/22 10:01:03    来源：新华社

　　中国科学技术大学与南方科技大学研究团队首次在镍氧化物高温超导薄膜中观测到无节点超导能隙，并发现了电子-玻色子耦合现象。这是高温超导机理研究领域的关键性突破。相关成果5月22日在线发表于国际学术期刊《科学》。

　　论文由薛其坤院士与中国科学技术大学何俊峰教授、南方科技大学陈卓昱副教授共同担任通信作者。

　　这一发现为“超导能隙对称性”和“超导配对机制”这两个高温超导关键问题提供了重要实验证据。超导体里，电子两两“配对”，结伴而行。然而，电子为什么愿意配对、以什么姿态配对，至今仍是物理学最大的谜团之一。为破解这个谜，科学家盯住了两个重要问题：

　　第一个问题是：电子以什么姿态配对？超导体中，电子通过配对可以节省能量。节省的这部分能量就是超导“能隙”。我们可以把电子配对想象成跳双人舞，而能隙的对称性，就是它们的“舞姿”。传统超导体的电子跳的是“圆舞曲”（s波对称性），能隙处处不为零；而铜基高温超导体的电子跳的则是“探戈”（d波对称性），在某些特定的方向上，能隙变为了零——可以想象成在这些方向上电子会“松手”，物理上将能隙零点称为“节点”。这项研究首次在RP双层镍基高温超导薄膜中给出了明确答案：其超导能隙没有节点，电子们跳得更像是“圆舞曲”。这意味着，镍基超导和铜基超导在配对机制上并不是完全一脉相承。

　　第二个问题是：电子牵手有没有“中间人”？电子本身都带负电，理应互相排斥。研究团队在实验中捕捉到了一个关键的谱学信号——“能带扭折”。这就像一条原本平滑的电子能量曲线上，突然出现了一个明显的拐点。这个出现在特定位置的拐点，正是电子与某种玻色子发生耦合相互作用留下的“指纹”。这证实了镍基高温超导中存在电子-玻色子耦合，强烈提示其电子配对很可能是由“中间人”促成的。

　　研究人员表示，这一突破为深入理解高温超导机理奠定了关键实验基础，并有望推动超导技术的广泛应用。

（记者 白瑜）

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