突破 40 年壁壘，科學家合成新一類非銅高溫超導體

在發現銅氧化物超導體約 40 年後，新加坡國立大學（NUS）研究人員現在確認合成出另一種類型的高溫超導體，表明非常規高溫超導不僅限於銅元素，也為未來能源高效電子產品設計開闢新可能性。

超導體具有零電阻、完全抗磁性特性，完全消除因電阻而引起的能量損失，理論上講，這使超導體非常適合應用於現代電子設備，能解決不斷增長的能源需求。

迄今科學家已經發現數千種超導材料，但絕大多數都需在接近絕對零度（0 K，或 -273.15℃）才能產生超導現象，因此超導體廣泛應用於日常生活的想法不切實際。

但其中一類超導體被稱為高溫超導（High-temperature superconductivity），也稱做銅氧化物超導體，約 40 年前首次由物理學家卡爾·米勒、約翰內斯·貝德諾爾茨發現，這類銅氧化物材料相較其他超導物質具有較高的超導轉變溫度，一般於 30 K（約 -243℃）溫度就能展現超導性，比當時任何已知超導體高許多。

在環境壓力下，銅氧化物仍是唯一已知可在 30 K 以上溫度表現超導性的氧化物材料。

直到最近，新加坡國立大學（NUS）團隊成功合成名為 (Sm-Eu-Ca)NiO₂ 的鎳氧化物化合物，並確認此材料在約 40K（-233℃）溫度下表現出零電阻的明確超導特性，首次證明存在不含銅的高溫超導氧化物。

團隊先透過模型預測數種潛在高溫超導體，它們類似銅氧化物但不含銅，而開發結果正如預測那般，新的無銅高溫超導氧化物能在大氣壓力下表現超導性，且在環境條件下非常穩定，這一發現表明非常規高溫超導並非銅元素專屬特性。

研究團隊將持續研究該材料獨特特性，期許找到具更高臨界超導溫度的新材料家族，邁向下一代新穎超導材料。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。