镍基超导新进展，两位领域先驱近日分别带来最新研究成果

镍基超导领域最近几年算是超导领域的一个大热点，而在此次热潮当中，中美科学家算是其中的领头羊了。近日，两位镍基超导研究领域的重要人物与合作者分别带来了最新研究成果。

5月29日，首次在无限层薄膜镍氧化物中观察到超导性的美国斯坦福大学的Harold Y. Hwang和於逸骏（博士毕业于复旦大学）合作作为共同通讯在Nature Materials上报道了压应变La₂PrNi₂O₇薄膜中的超导性与正常态输运性质。最近，在具有起始温度超过40K的压应变双层镍酸盐薄膜中观察到了超导迹象（南方科大薛其坤与陈卓昱团队的成果，详见2025首篇的背后，在激烈的竞争中，南科大薛其坤与陈卓昱重磅研究成果终于在Nature正式上线）。在此，该研究报道了通过等价Pr取代、生长优化以及精确臭氧退火相结合的方法，在压应变La₂PrNi₂O₇薄膜中实现的内在超导性和正常态输运性质。超导起始温度高于48K，零电阻温度高于30K，且在1.4K时的临界电流密度比之前报道的大100倍。正常态电阻率呈现出二次方温度依赖性，表明具有费米液体行为，同时与其他过掺杂铜酸盐输运性质的现象学相似性表明，它们在涌现特性上存在相似之处。

同样在5月29日，首次在双层NiO2面结构的镍氧化物La₃Ni₂O₇中实现了高压下高达80K的超导转变温度的中山大学王猛与中山大学孙华蕾、上海前瞻物质科学研究院(SHARPS)曾桥石合作作为共同通讯在国内顶级期刊NSR（National Science Review）报道了在高达100GPa的高压下双层镍酸盐La₃Ni₂O₇中超导性的发现。该研究进行了一项关于在高达104GPa的静水压力下双层镍酸盐La₃Ni₂O₇单晶的晶体结构、电阻率和迈斯纳效应的全面研究。利用高压X射线衍射技术，研究观察到在40GPa以上，晶体结构从正交相转变为四方相。在18.0GPa时，超导性出现，其起始转变温度Tconset最高达到83K，并伴随零电阻现象。超导相在80GPa以上逐渐被抑制并消失，形成了一个类似直角三角形的超导区域。直流磁化率测量展示了迈斯纳效应，并在22.0GPa和20开尔文下揭示了约41%的超导体积分数，从而证实了La₃Ni₂O₇中超导性的体特性。该研究结果强调了超导性、氧含量和结构转变之间在该材料中的复杂关系。

上述两项研究应该都是在此前研究上的进一步拓展和延续，特别是Harold Y. Hwang团队的最新研究将之前南科大团队的超导起始温度提升到高于48K，零电阻温度更是进一步提升至高于30K。上述两位镍基超导的先驱，一位首次实现了无限层薄膜镍氧化物的超导性，算是0到1的突破了吧；而我国的王猛教授则是让镍氧化物成为继铜氧化物后，人类发现的第二种液氮温区非常规超导材料（虽然是在高压下），这也是一个很了不起的成就；正是王猛的突破点燃了全球相关领域关于镍基超导的研究热情，让该领域成为了目前的一个前沿研究热点，领域内相关进展也是层出不穷。去年底以及今年初，Harold Y. Hwang团队（於逸骏为一作兼共同通讯）先是首次实现了薄膜La3Ni2O7中的常压超导特性，而后薛其坤与陈卓昱团队又首次实现了（La，Pr）3Ni2O7薄膜在环境压力下超过麦克米兰极限（40 K）的超导起始温度，这些研究对领域都有极大的推动作用。可以说，目前镍基超导研究领域最前沿的研究成果基本都是中美科学家贡献的。