［本站讯］近日，山东大学晶体材料全国重点实验室张俊杰教授/陶绪堂教授团队牵头，联合北京高压研究中心研究员曾桥石、中国科学院物理研究所研究员周睿、国家纳米科学中心研究员郑强、芝加哥大学教授陈愈生等团队，在镍基高温超导体研究中取得新突破，相关团队以“Bulk superconductivity up to 96 K in pressurized nickelate single crystals”为题，在线发表于国际顶级期刊《自然》（Nature）。论文第一作者为山东大学晶体材料全国重点实验室2023级博士研究生李飞宇（共一第一）、北京高压研究中心博士研究生邢贞芳（共一第二），通讯作者为张俊杰教授、陶绪堂教授，曾桥石研究员、北京高压研究中心彭帝，山东大学晶体材料全国重点实验室为第一通讯单位。

高温超导材料因零电阻和完全抗磁性，在能源、信息、医疗、交通等领域具有重要的应用价值，但高温超导机理仍是未解之谜，被国际顶级学术期刊《科学》（Science）列为“人类125个未解决的关键科学问题”之一。

镍基氧化物是近年来新兴的高温超导体系，其研究仍面临两大挑战：一是体块单晶依赖高压制备，且易于出现化学组分不均匀、氧空位以及单层-三层杂化Ruddlesden-Popper相共存等问题；二是最高超导转变温度（T_c）仅83K，远低于铜基超导体的164K。

针对传统“高压浮区法”需10-15个大气压氧压、单晶质量不高的问题，团队首创常压助熔剂法——以K₂CO₃为助熔剂，在常压下成功生长了系列双层镍氧化物单晶，测试表明单晶具有良好的成分均匀性和高的晶体质量，解决了镍基超导高质量单晶制备的“卡脖子”问题，为高温超导机理研究提供了优质材料平台。

团队发现La₂SmNi₂O₇单晶在21.6GPa下T_c高达92K，零电阻温度73K，超导体积分数超60%，证实该材料为体超导，同时打破了之前的镍基超导温度纪录。团队还发现该材料在单斜、四方两种结构下均能超导，为解决镍基高温超导机理问题提供重要结构基础。团队进一步分析结构与物性关系，首次发现关键规律：常压下面内晶格畸变Δ=(a-b)/(a+b) 与高压下最高Tc呈正相关，即晶格畸变越大，超导温度越高。基于此规律，团队测试了La_1.57Sm_1.43Ni₂O_7-δ单晶，发现其高压下T_c高达96K（约–177 ℃），创造了全球最高镍基超导温度纪录。

该成果的核心价值在于团队的原创贡献：“常压助熔剂法”打破高压依赖，提供了低成本、易推广的单晶制备方案；“晶格畸变-Tc”规律创造镍基高温超导新纪录，为设计与合成更高T_c的镍基高温超导材料提供了一种有效解决思路。团队进一步预测，晶格畸变更大的La_0.87Nd_2.13Ni₂O_7-δ单晶高压下最高T_c有望突破100K。

该工作得到国家自然科学基金、国家高层次青年人才计划、山东省泰山学者计划、山东大学晶体材料全国重点实验室、科技部重点研发计划、上海市极端环境新材料重点实验室、上海市科学技术委员会等支持。本工作使用了综合极端条件实验装置的高场核磁共振实验站，上海光源的BL17UM线站以及Spring-8的BL10XU线站。

近年来，课题组在镍基氧化物高温超导体单晶生长和物性研究方面取得系列研究进展：（1）在国际上首次报道了常压助熔剂法生长层状R-P镍基氧化物单晶——三层La₄Ni₃O₁₀，克服了单晶生长所需的高压条件，解决了高质量单晶样品制备难题【Cryst. Growth Des. 24, 347-354（2024）】；（2）常压生长的La₄Ni₃O₁₀单晶在高压下表现出最高转变温度为~30K的超导电性，发现高压下的新物相——正交相，为研究超导机理提供新的见解【Adv. Mater.37, e07365(2025)】；（3）设计了一类全新的杂化R-P镍氧化合物，并在国际上首次合成了单层-双层长程有序排列的La₂NiO₄·La₃Ni₂O₇，即La₅Ni₃O₁₁单晶，为探索镍基超导提供了新的材料体系【Phys. Rev. Mater.8, 053401(2024)】。此外，课题组还在新型量子材料特别是量子自旋液体研究方面取得重要进展，包括首次合成一种全新的烧绿石结构NaYbO₂单晶，发现其是一种潜在的量子自旋液体【J. Am. Chem. Soc.147, 5693-5702(2025)】。相关工作得到了国家自然科学基金、国家高层次青年人才计划、山东省泰山学者计划、山东大学晶体材料全国重点实验室的大力支持。