镍基高温超导成果展现基础研究协同攻关优势

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科技日报记者 罗云鹏
近日，国际期刊《科学》在线发表了中国科学技术大学与南方科技大学协同创新的重磅成果——首次在镍氧化物高温超导薄膜中直接观测到无节点超导能隙，并发现电子—玻色子耦合现象。这一突破为研究高温超导机理这一凝聚态物理“世纪难题”提供了关键实验证据，也标志着我国在基础科研领域的系统性攻关格局正在形成。
+ P- z' d& m# y0 x% L7 Z& ]# w高温超导机理研究被誉为凝聚态物理的“圣杯”。自1986年铜基高温超导发现以来，其背后的物理机制始终悬而未决。近年来，我国科研团队在高温超导研究领域取得连环突破，不仅为理解超导本质提供了全新视角，更展示了我国科研力量跨地域、跨代际协同攻关的独特优势。
) r1 [6 U. V- S+ D9 m7 ~, j从材料到机制，突破需一步步积累
近年来，南方科技大学薛其坤—陈卓昱团队连续攻坚，取得了一系列重要成果：2024年首先发展“强氧化原子逐层外延”技术，攻克了复杂氧化物原子级制备难题；2025年，在镍氧化物薄膜中实现了常压高温超导；2026年，将双层镍氧化物薄膜在常压下的超导起始转变温度提升至60K（1K相当于-272.15℃）以上，后续还构筑了系列高温超导人工超结构。
+ w" _, [8 T9 V9 a! {  D5 C                          薛其坤坦言：“基础研究的突破是一步步积累起来的。从材料发现，制备优化、性能提升到机理研究，每一步都要事先做好布局。”
2 k0 B: E, C- q3 E+ S+ K" P事实上，没有材料制备技术的突破，就无法获得高质量样品；没有高质量样品，就无法进行精准的物理测量；没有精准测量，就无法揭示机制。
“基础研究需要战略耐心，更需要顶层设计。”薛其坤表示，在这个重点方向的连续突破，表明国家基础研究能力和水平正在发生重要的系统性变化。
从深圳到合肥，集中力量能办大事
6 {2 F: Z6 [; A- C4 W6 k4 {2 P为了克服超导薄膜在室温真空中极易失氧而失去超导性的技术“卡点”，两校团队打破壁垒、不分彼此。
“这确实是一次‘硬仗’。”南方科技大学副教授陈卓昱介绍，“镍基超导薄膜在室温真空中极易失氧，一旦失氧就会失去超导性。”
为了将样品从深圳安全运送到1200公里外的合肥，中国科学技术大学与南方科技大学团队联合研发出超高真空低温淬火与样品传输新技术，确保样品在运输全程处于“真空+低温”的稳定状态。
“这不仅是技术上的突破，更是团队协作的体现。”陈卓昱介绍，在此过程中，中国科学技术大学利用世界领先的激光角分辨光电子能谱进行高精度测量，还结合上海同步辐射光源进行补充验证。
在陈卓昱看来，这种跨越深圳、合肥、上海三地的大协作，将最顶尖的材料制备、设备研发与大科学装置完美结合，正是新型举国体制在基础研究中的生动实践。“这证明：集中力量办大事，不仅能办成‘工程型’大事，也能办成‘科学型’大事。”陈卓昱说。
从院士到青年，三代协作攻克世界难题
攻克世界级难题，既需要掌舵者的宏大视野，也需要冲锋者的无畏锐气。此次攻关，“老中青”传帮带起到了十分重要的作用。
3 \0 \' E0 C! G% g6 r; K: _记者了解到，在此次科研过程中，国家最高科学技术奖获得者薛其坤院士立足国家战略，统筹全局，发挥帅才的定盘星作用，让科研力量攥指成拳；中国科学技术大学教授何俊峰与陈卓昱作为中坚力量，承上启下，精准把控技术路线，充分发挥冲锋作用；中国科学技术大学沈建昌与南方科技大学周广迪等青年研究人员，主导了本次实验的关键突破。
“这次实验能做成，离不开整个团队的配合。”周广迪说，“薛老师从全局上把方向，何老师、陈老师确定技术路线，具体的材料制备、测量和数据分析交给我们年轻人来做。”老兵掌舵、中坚破冰、新锐冲锋，梯队式协同是无往不胜的法宝。
周广迪认为，能在这样一支队伍里参与重大攻关，对青年研究人员来说本身就是最好的锻炼。“前辈愿意带年轻人，肯放手让年轻人上，我们才有机会真正成长起来。”周广迪说。
从材料到机制，从深圳到合肥，从院士到青年，这场连环突破亦揭示了基础研究的一条可行路径：以系统布局代替单点冲刺，以协同作战代替各自为战。镍基超导机理的关键证据，正是我国科研“举国体制”与“人才梯队”双重优势的集中体现。未来，这样的攻关模式，必将在更多前沿领域开花结果。