长期以来,高温超导研究被认为是凝聚态物理与材料科学的重要前沿,但推进过程中常被两道关卡卡住:一是如何稳定、可重复地制备高质量样品;二是如何获得能直接约束理论的电子结构证据。尤其在镍基高温超导体系中,材料往往需要处于更高氧化态才可能形成超导有关电子态,同时又要在外延生长过程中保持晶格稳定,“高氧化—高稳定”之间的矛盾成为国际研究的关键瓶颈。基于此,南方科技大学与粤港澳大湾区量子科学中心组成的联合团队,联合中国科学技术大学科研人员,围绕“如何在常压条件下制备并优化镍基超导材料,并继续实现结构可设计”开展研究。团队近期成功制备出两种新型镍基氧化物超导体薄膜,分别呈现单层—双层以及双层—三层的超结构特征,并在材料质量与电子结构测量上实现同步突破,相关论文已发表于国际学术期刊《自然》。
从在常压下实现镍基超导,到人工设计新型超结构材料,再到首次清晰揭示关键电子能带特征,这多项进展表明,高温超导研究正从“难以兼顾的材料矛盾”迈向“可工程化的原子级调控”;将制备技术、精密表征与理论建模紧密联动,持续拓展可控材料体系与可验证的实验事实,将是推动高温超导从科学前沿走向更广阔应用前景的重要路径。