临沂籍科学家薛其坤团队在高温超导研究领域取得重大突破
临沂籍科学家薛其坤团队在高温超导研究领域取得重大突破
2月18日，由国家最高科学技术奖获得者薛其坤院士领衔的南方科技大学粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队，在国际学术期刊《自然》线上发表重要研究成果。研究团队发现常压下镍氧化物的高温超导电性，为解决高温超导机理的科学难题提供了新突破口。
超导好比电力高速公路上的“零能耗跑车”，电流通过时完全没有损耗，被广泛认为具有颠覆性的技术前景。超导现象自1911年被发现以来，寻找在常压下突破40K“麦克米兰极限”的更高温度的超导材料成为国际科学界的一个重要研究方向。
图：薛其坤与研发团队在实验室（资料照片）。新华社发（受访者供图）
针对这一挑战，三年来，由薛其坤院士与陈卓昱副教授率领的研究团队持续攻关，自主研发了“强氧化原子逐层外延”技术。这项技术可以在氧化能力比传统方法强上万倍的条件下，依然实现原子层的逐层生长，并精确控制化学配比，如同在纳米尺度上“搭原子积木”，构建出结构复杂、热力学亚稳、但晶体质量趋于完美的氧化物薄膜，这是氧化物薄膜外延生长技术的一次重大跨越，不仅为包括宽禁带半导体等各类氧化物的缺氧难题提供了解决方案，还极大地拓展了高温超导等强关联电子系统的人工设计与制备。
该研究成果在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性，这一发现使镍基材料成为继铜基、铁基之后，第三类在常压下突破40K“麦克米兰极限”的高温超导材料体系。
镍基超导研究是当前国际科学界的前沿热点，全球竞争异常激烈。美国斯坦福大学的研究团队与合作者几乎同时也报告了类似材料体系中的常压超导电性。中美团队研究路径独立，实验相互印证。特别值得一提的是，中国团队全部采用国产仪器，发展了独特的强氧化能力薄膜生长技术，成功获得了晶体质量更高的薄膜材料，不仅实现了科学上的突破性发现，更为我国在超导乃至量子材料领域的长期自主发展奠定了坚实基础。
图：薛其坤与研发团队在实验室进行高温超导研究（资料照片）。新华社发（受访者供图）
科学家的故事
薛其坤，1962年12月生，临沂蒙阴人，现任南方科技大学党委副书记、校长。他的家乡是蒙阴县一个贫困山村。他靠着努力与坚持学习知识走出大山，考上了山东大学。1984年毕业后进入曲阜师范大学物理系任教，他一边工作一边考研，作为一个山区长大的人，爬山对他几乎是本能，而爬山所需的坚韧与豁达则已刻入他的基因，他把求学当作爬山，最终考入中国科学院物理所。他曾在接受媒体采访时自喻为“一艘从沂蒙山区驶出的小船”。
薛其坤是国际著名实验物理学家，主要研究方向为扫描隧道显微学、分子束外延、拓扑绝缘量子态和高温超导电性等。曾获国家自然科学一等奖1项，获国家自然科学二等奖2项，获第三世界科学院物理奖、陈嘉庚科学奖、国家特支计划杰出人才、求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖、未来科学大奖－物质科学奖、（首届）全国创新争先奖章、菲列兹·伦敦纪念奖、北京市突出贡献中关村奖和复旦-中植科学奖等奖励与荣誉。2005年11月当选为中国科学院院士；2017年起任北京量子信息科学研究院院长。目前为中国物理学会副理事长、美国物理学会会士，是国际著名期刊Surface Science Reports、Nano Letters、Applied Physics Letters、Journal of Applied Physics和 AIP Advances等的编委，National Science Review副主编和Surface Review & Letters主编。
图：薛其坤（右二）与研究团队学生交流。清华大学供图
薛其坤的求学和科研之路，正是中国科学家不断攀登科学高峰的缩影。从沂蒙山区走出的他，如今站在了世界科技前沿，为人类科学进步贡献着中国智慧。