近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員劉曉迪團隊聯合吉林大學教授黃曉麗團隊、中山大學教授王猛團隊，利用金剛石氮-空位（NV）色心以及電輸運手段，在高壓下的鑭鎳氧單晶材料中同步觀測到超導零電阻和抗磁性，證實了鑭鎳氧單晶材料的高溫超導特性，為這類高溫超導材料的研究提供了堅實的實驗證據。相關結果發表于《物理評論快報》。
測量概念圖。固體物理研究所供圖
2023年，鑭鎳氧單晶材料在高壓環境下被報道具有零電阻特性，其轉變溫度約為80K（約零下193攝氏度），這一發現迅速引發了凝聚態物理領域的廣泛關注。然而，超導的判定需要同時滿足零電阻和抗磁性兩大特征。受限于高壓條件下超導體積分數較低，以及傳統磁測量技術在高壓力環境中的技術瓶頸，鑭鎳氧材料是否具有完全抗磁性仍存在爭議。
為攻克超導抗磁性測量這一難題，研究團隊創新性地將金剛石NV色心量子傳感與高壓金剛石對頂砧技術相結合，自主搭建了基于固態色心量子傳感的高壓低溫磁探測系統，實現了對鑭鎳氧單晶材料局部抗磁性的原位高靈敏度檢測。進一步通過將該技術與四探針電輸運測量結合，研究人員在同一塊單晶樣品上同步觀測到存在零電阻和抗磁性，為鑭鎳氧的超導屬性判定提供了相互印證的雙重實驗證據。
研究團隊通過系統的壓力調控實驗，成功揭示了鑭鎳氧單晶材料的超導特性隨壓力變化的演化規律。該研究采用基于自旋量子傳感原理的金剛石NV色心技術，該技術在磁測量領域具有優異的靈敏度和空間分辨率。即使在高壓環境和材料不均勻性的極端實驗條件下，金剛石NV色心量子傳感技術仍展現出高靈敏度和高分辨率。借助這一技術，研究人員成功實現了對金剛石壓砧中高壓非均勻超導樣品局部抗磁性的高靈敏度磁成像，測量精度達到微米級空間分辨。
研究人員介紹，該研究不僅證實了鑭鎳氧單晶材料的高溫超導特性，更凸顯出金剛石NV色心技術在極端環境磁性測量領域不可替代的獨特優勢。
相關論文信息：https://doi.org/10.1103/yvj7-htb4
本文鏈接：科學家證實鑭鎳氧材料的高溫超導抗磁特性http://www.sq15.cn/show-11-26417-0.html
聲明：本網站為非營利性網站，本網頁內容由互聯網博主自發貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。