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美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學科學家已經制造出：第一種顯示出明顯超導跡象的氧化鎳材料，超導即無損耗地傳輸電流的能力。這也被稱為鎳酸鹽，是一個潛在非常規(guī)超導體家族中的第一個，它與氧化銅或銅酸鹽非常相似，給1986年的發(fā)現帶來了希望，即超導體有朝一日可以在接近室溫的條件下運行，并使電子設備、電力傳輸和其他技術發(fā)生革命性變化。 這些相似之處讓科學家們懷疑鎳鹽是否也可以在相對較高的溫度下?lián)碛谐瑢芰?。與此同時，這種新材料似乎在根本上不同于銅酸鹽，例如它可能不包含所有超導銅酸鹽都具有的一種磁性，這可能會顛覆關于這些非常規(guī)超導體如何工作的領先理論。經過三十多年的研究，還沒有人能確定這一點。該實驗由SLAC斯坦福大學材料與能源科學研究所的博士后研究員李丹峰（音譯）領導，其研究成果發(fā)表在《自然》期刊上。 艱難的研究不列顛哥倫比亞大學物理化學教授喬治·薩瓦茨基表示：這是一個非常重要的發(fā)現，需要我們重新思考這些材料中電子結構的細節(jié)和可能的超導機制。這將促使很多人投入到研究這類新材料中來，各種實驗和理論工作都將完成。自從發(fā)現銅酸鹽超導體以來，科學家們一直夢想著以鎳為基礎制造類似的氧化物材料，鎳在元素周期表中正好與銅相鄰。但是制造具有有利于超導原子結構的鎳酸鹽卻出人意料地困難。 據目前所知，本研究試圖制造的鎳酸鹽，這些材料通常需要非常高的溫度（大約600攝氏度）下不穩(wěn)定。因此，需要從能夠在高溫下穩(wěn)定生長的東西開始，然后在較低的溫度下將其轉化為我們想要的形式。研究人員從一種鈣鈦礦開始（這是一種由其獨特雙金字塔原子結構定義的材料）其中含有釹、鎳和氧。然后，通過添加鍶來摻雜鈣鈦礦；這是一個常見的過程，向材料中添加化學物質，使其更多的電子自由流動。這偷走了鎳原子的電子，留下了空洞，鎳原子對此很不高興。 這種材料現在不穩(wěn)定，使得下一步（在表面上生長一層薄膜）真的很有挑戰(zhàn)性；研究人員花了半年時間才讓它發(fā)揮作用。完成后，將膠片切成小塊，松散地用鋁箔包裹，然后用一種化學物質將其密封在試管中，這種化學物質巧妙地奪走了一層氧原子：就像從搖搖欲墜的堆疊積木塔中取出一根棍子一樣。這使薄膜變成了一種全新的原子結構：摻鍶鎳酸鹽。這些步驟中的每一個之前都已經演示過了，但不是在這個組合中。 進一步的測試將揭示，鎳酸鹽確實是在9-15開爾文的溫度范圍內具有超導性，但這是第一個開始，未來可能會出現更高的溫度。SIMES研究員、SLAC和斯坦福大學教授、該報告的資深作者Harold Hwang表示：對這種新材料的研究處于“非常、非常早期的階段，還有很多工作要做。我們剛剛看到了第一個基本實驗，現在需要做一系列的研究，這些研究仍然在對銅酸鹽進行?？茖W家將希望以各種方式對鎳酸鹽材料進行涂抹，以觀察這對其在一定溫度范圍內的超導性有何影響，并確定其他鎳酸鹽是否可以成為超導體。
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