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記者20日從中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院了解到，該院固體物理研究所劉曉迪研究員團隊聯(lián)合吉林大學黃曉麗教授團隊、中山大學王猛教授團隊，利用量子精密測量等手段，在高壓下的鎳氧化物單晶材料中同步觀測到零電阻和抗磁性，證實了鎳氧化物的高溫超導特性。相關研究成果發(fā)表在國際學術期刊《物理評論快報》上。

超導體是指在特定溫度條件下電阻為零且呈現(xiàn)完全抗磁性的材料，在眾多高技術領域擁有巨大應用潛力。迄今為止，科學家已發(fā)現(xiàn)數(shù)十種金屬元素及其合金在冷卻到接近絕對零度時會變成超導體。但這些材料實現(xiàn)超導條件苛刻，需要液氦或液氮制冷，并且多數(shù)還需要引入高壓環(huán)境，難以實際應用。尋找更高溫度的超導材料成為國際科學界的一個重要研究方向。

2023年，我國科研人員發(fā)現(xiàn)鎳氧化物單晶在高壓下存在臨界溫度約80K（約零下193攝氏度）的高溫超導現(xiàn)象，掀起了鎳基高溫超導的研究熱潮。然而，超導體的判定需要同時滿足零電阻和抗磁性兩大特征。受限于樣品質(zhì)量及高壓測量條件等技術瓶頸，鎳氧化物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(chuàng)新性地將量子精密測量技術與高壓對頂砧技術相結(jié)合，自主搭建了基于金剛石NV色心量子傳感的高壓低溫磁探測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對鎳氧化物單晶抗磁性的高靈敏度探測。利用該系統(tǒng)，研究人員成功捕獲到鎳氧化物材料在超導狀態(tài)下的抗磁信號，首次提供了零電阻與抗磁性并存的關鍵實驗證據(jù)。

據(jù)介紹，該研究不僅證實了鎳氧化物的高溫超導特性，也凸顯出量子精密測量在極端環(huán)境磁性測量領域的獨特優(yōu)勢。