超导材料 Nature：南方科技大学镍氧化物中发现重入超导… 强磁场让超导死而复生

来自 实验室仪器网

南方科技大学薛其坤—陈卓昱团队联合清华大学、香港城市大学、中科院合肥物质科学研究院、华中科技大学等多家单位，在无限层镍氧化物超导体研究中取得里程碑式突破，相关成果以长文形式发表于国际顶级学术期刊《Nature》。

研究团队在铕（Eu）掺杂的无限层镍氧化物（Sm₀.₉₅₋ₓCa₀.₀₅EuₓNiO₂）中，首次发现强磁场诱导的重入超导现象。传统超导理论认为，磁场与超导相互排斥，强磁场会直接破坏超导态；而重入超导则呈现“超导—正常态—超导”的反常转变，即磁场增强到一定程度后，已消失的超导态会重新出现并保持稳定。

此前，重入超导仅在接近绝对零度的极低温重费米子体系中被观测到。本次研究首次将这一奇异量子态拓展至32K较高转变温度的氧化物超导体系，在百万倍地磁场的极限强场下仍能稳定存在，通过零电阻与抗磁性双重验证，确认了高场超导态的真实性。

更具突破性的是，该镍基体系的重入超导具备全角度鲁棒性，在0°至90°全角度范围内均可稳定存在，且高掺杂浓度下高场超导比低场更稳健。这一现象无法用经典Jaccarino-Peter机制解释，意味着存在磁关联诱导的非常规电子配对机制，为超导物理打开全新研究维度。

团队进一步发现，过掺杂样品的霍尔电阻呈非线性并在强场下饱和，磁电阻出现明显磁滞回线，揭示Eu²⁺局域磁矩通过强自旋—轨道耦合形成复杂磁性关联，与传导电子发生非常规相互作用，进而稳定超导配对，系统可能存在时间反演对称性破缺。

自2019年无限层镍氧化物超导体被发现以来，因其与铜基高温超导体电子结构相似而备受关注。本次成果架起高温超导与重费米子物理的桥梁，为理解强关联电子体系中的磁电相互作用提供全新视角，也为破解高温超导机理、开发新型强场超导材料提供了关键实验平台与理论支撑。

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