复旦大学重磅Nature！新型高温超导材料诞生，高温高压光学浮区炉再次出席重要成果！

在凝聚态物理学界，高温超导一直被誉为“皇冠上的明珠”，但其背后的物理机制仍是一个悬而未决的难题。7月17日，复旦大学赵俊团队利用高温高压光学浮区炉HKZ系列成功生长了三层镍氧化物La₄Ni₃O₁₀高质量单晶样品，证实了镍氧化物中具有压力诱导的体超导电性 (bulk superconductivity)，其超导体积分数高达86%。研究还发现该类材料呈现出奇异金属和独特的层间耦合行为，为人们理解高温超导机理提供了新的视角和平台。

复旦大学赵俊团队通过施加压力有效地抑制了三层镍酸盐La₄Ni₃O_10-δ单晶中的自旋电荷序，在69 GPa压力下，超导临界温度达到30 K。直流磁化率测量证实了显著的抗磁响应，其超导体积分数高达86%，证实了镍氧化物的体超导性质。同时，在正常态还观察到一种奇异的金属行为，其电阻温度依赖线性关系延伸至300 K。此外，实验发现三层结构的La₄Ni₃O_10-δ的Tc比双层结构的La₃Ni₂O₇要低，这种不同于铜酸盐超导电性的超导层数依赖关系表明了镍酸盐特有的层间耦合机制。赵俊团队的发现建立了一个新的超导材料体系，可以促进人们对自旋电荷序、平带结构、层间耦合、奇异金属行为和高温超导之间的复杂相互作用进行更深入的探索，在揭示新现象和推动人们对高温超导体的理解方面具有重要的意义。

本文生长的La₄Ni₃O_10-δ高质量单晶样品均采用德国ScIDre公司推出的高温高压光学浮区炉HKZ系列，涉及到的晶体生长工艺参数为：O₂气氛压力范围18~22bar；5KW氙灯；3mm/hr晶体生长速度。

图片引自^[1]

德国ScIDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉HKZ系列能够提供高达3000℃的生长温度，样品腔压力可达300bar，甚至10^-5mbar的高真空。适用于生长各种超导材料单晶，介电和磁性材料单晶，氧化物及金属间化合物单晶等。Quantum Design将ScIDre公司先进的高温高压光学浮区法单晶炉、高压氧气氛退火炉引进中国，更好的为中国晶体生长领域的发展提供设备支持和技术服务。

高温高压光学浮区法单晶炉外观图

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[1]. Zhu, Y., Peng, D., Zhang, E. et al. Superconductivity in pressurized trilayer La₄Ni₃O_10?δ single crystals. Nature 631, 531–536 (2024).

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