8月26日消息,新加坡国立大学(NUS)物理系Ariando教授团队联合美国洛斯阿拉莫斯国家实验室发现,一类名为钐(Sm)基无限层镍酸盐的镍基材料能在强磁场中恢复超导能力,这一行为或为可在极端磁场条件下运行的超导技术开辟路径。研究发表于《Nature Communications》(DOI:10.1038/s41467-026-75922-9)。
超导材料零电阻输电的能力通常会被强磁场摧毁,但该团队发现钐基无限层镍酸盐打破了这一预期:在这类材料中,超导先在几特斯拉的低磁场下被抑制,随后随着磁场增强而重新出现,并持续存在至60特斯拉以上(数万倍于地球磁场)。这种反常行为被称为“再入超导”(reentrant superconductivity),此前仅在转变温度极低的材料中观察到,实用意义有限;而钐基镍酸盐的超导可维持到40K的温度,实用相关性显著更高。
团队将这一效应归因于Jaccarino-Peter补偿机制:稀土元素的磁矩抵消了外磁场的作用,使超导得以重新出现。洛斯阿拉莫斯实验室首席研究员、NUS物理学博士Km Rubi表示:“这项工作证明镍酸盐能在远超常规极限的磁场中维持超导,为高场超导技术开辟了新前沿。”NUS研究员、共同第一作者King Yau Yip指出,Jaccarino-Peter补偿机制成功解释钐基镍酸盐的磁响应,是理解镍酸盐超导体的物理基础的重要一步。
Ariando表示,团队看到了将这一概念推向更高温度的路径,包括探索其在高温铜氧化物超导体中的实现。该韧性有望支撑用于科研和医学影像的超强超导磁体,以及面向高磁场环境的下一代量子器件与传感器。
(来源:Phys.org)