中新社成都3月2日電(記者 賀劭清)記者2日從電子科技大學獲悉，該校物理學院喬梁教授團隊在超導新材料研究領域取得重大突破，發現了無限層鎳氧化物超導體(鎳基超導)超導電性的關鍵性元素(H)和奇異電子態(間隙位s軌道)，為鎳基超導領域的發展開辟了嶄新的思路。研究結果以《Critical Role of Hydrogen for Superconductivity in Nickelates》為題，在國際著名期刊《自然》(Nature)雜志在線發表。
據了解，鎳基超導是當前凝聚態物理的前沿領域，具有重要的科學意義。在當前基于銅氧化物的高溫超導(銅基超導)研究陷入瓶頸的情況下，對類銅結構的無限層鎳氧化物超導電性的深入研究，對于揭示高溫超導的本征物理機制和新一代超導技術的發展具有重要推動作用。
自2019年美國斯坦福大學Hwang教授課題組率先在基于無限層結構的鎳氧化物外延薄膜中發現了超導電性以來，鎳基超導領域的發展并不順利。雖然鎳基超導的一些新現象相繼被報道，但其超導的起源之謎和樣品制備難度大、不同課題組間的重現性差，成為困擾該領域的兩大難題，制約著鎳基超導領域的發展。
一般來說，物理規律是客觀存在的。當不同科學家的課題組制備的材料樣品頻繁出現“性能不能重現”的問題時，可能是因為材料內部存在著不為人知的“隱變量”，從而“悄悄”改變了制備出的材料的物理性能。喬梁教授團隊通過系統深入的研究，發現鎳基超導外延薄膜中存在大量的H元素，而且H元素自始至終存在于薄膜晶格外延生長和拓撲化學還原的過程。
該團隊通過極低溫強磁場輸運性質研究發現，之所以全球僅有少數課題組可以成功制備零電阻超導樣品，而且樣品重復性差，主要原因就是之前不同課題組的實驗，有可能沒有考慮到H元素的存在對超導的影響，沒有精確控制樣品的H元素含量。
這一研究結果糾正了學界對該類材料電子結構的認識，為理解鎳基超導的物理起源提供了關鍵信息，也為未來的深入理解鎳基超導的相關物理和材料性能，提供了準確的物理模型。(完)
