IT 之家 8 月 13 日消息,复旦大学宣布,北京时间 8 月 12 日晚间,复旦大学物理学系张远波教授团队与合作者在《自然》(Nature)发表研究成果,成功将铜基高温超导体削薄至仅含一个超导平面 —— 即单个 CuO 面。

超导体,是一类在特定转变温度之下电阻为零且呈现完全抗磁性的材料,能广泛应用于电力传输和储能、医学成像、磁悬浮列车、量子计算等领域,具有重要的科学研究和技术应用价值。
张远波表示,团队首次将铜氧化物的厚度从双层推进至真正的单层结构,实现了对铜氧化物超导属性的极限验证。实测数据强有力地支持了 " 铜氧化物高温超导是强二维现象 " 的观点,为这一长期假设提供了关键实验证据。
要制备并测量极薄的原子级二维平面,需要攻克材料脆弱、易受空气与加工工艺影响、氧含量难以稳定精控等数道实验难关。面对市场上缺乏专用设备的困境,张远波课题组走上了一条自主研发仪器的道路。
通讯作者之一、复旦大学物理学系教授阮威介绍,团队一边测量,一边通过控制臭氧浓度和温度来精确调节材料的氧含量。凭借这一 " 原位调控 " 技术,团队实现了高达 δ p ≈ 0.0005 的掺杂分辨率,得以观测从莫特绝缘相到整个超导穹顶的完整物理相图。
这一发现不仅揭示了单个 CuO 面中的真实维度效应,更为研究量子临界现象与反常金属态提供了一个高度可调、品质优异的二维实验平台。
团队表示,这项研究首次在单铜氧面极限下同时实现了 " 干净的体系 " 和 " 精细的调控 ",相当于提供了一个 " 可控变量 " 的实验平台,让研究者能系统追踪超导从无到有、从弱到强的完整转化路径。
高温超导从 1986 年发现至今已近四十年,机理仍未完全破解,但每一次对 " 极限条件 " 的逼近,材料更薄、更纯、更可控,都是一次添砖加瓦,将答案的边界再往深处推进一步。
下一步,团队将继续聚焦高温超导领域重大问题,探索更高性能的高温超导体;攻克材料器件制备工艺和物性测量中的关键难题,持续推进新型二维量子材料等方向的研究。
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