近日，南方科技大学联合清华大学、中国科学技术大学等团队在常压镍基高温超导领域取得重大突破，相关研究成果于4月8日在国际顶级学术期刊《Nature》发表。研究团队通过自主研发的原子级精准工程技术，成功创制出多种全新常压高温超导材料，并首次揭示了其电子结构起源，为破解高温超导机理提供了关键实验依据。

该研究由南方科技大学量子功能材料全国重点实验室、物理系、粤港澳大湾区量子科学中心，清华大学薛其坤-陈卓昱团队，以及中国科学技术大学沈大伟团队等合作完成。团队在极端氧化条件下，通过人工设计原子堆叠序列，成功创制出单层-双层、双层-三层等全新常压高温超导体。同时，结合角分辨光电子能谱（ARPES）技术，精准识别出超导态对应的电子能带结构，为理解高温超导微观机制奠定了重要基础。

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据了解，镍基超导材料的合成长期面临“高度氧化”与“晶格稳定生长”的热力学矛盾。研究团队自主研发的“强氧化原子逐层外延”（GAE）技术，成功突破这一瓶颈，可在原子层面精准排列镧、镨、镍等元素，构建出多种高质量超导薄膜。借助该技术，团队将纯双层结构薄膜的常压超导起始温度提升至63K，并合成出1212、2323等全新超结构材料，其常压超导起始温度分别达50K和46K，均突破传统超导理论极限。

研究还发现，超导材料的原子堆叠构型与电子能带结构密切相关，识别出决定超导发生的“电子基因”，从实验层面建立了结构、电子态与超导性的关联。这一系列成果形成了从技术突破、材料创制到机理探索的完整创新链条，展现了我国在高温超导前沿领域的持续自主创新能力。

作为第一完成单位，南方科技大学量子功能材料全国重点实验室聚焦量子功能材料的原子级精准制备与表征，汇聚170余人高水平科研团队，近年来在《Nature》等国际期刊发表多项重大成果，持续引领我国量子科技前沿发展。

采写：南都N视频记者 周正阳 实习生 魏珊珊