近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所刘晓迪团队，联合吉林大学黄晓丽团队、中山大学王猛团队，利用金刚石氮-空位（NV）色心以及电输运手段，在高压下的镧镍氧（La3Ni2O7−𝛿）单晶材料中同步观测到超导零电阻和迈斯纳效应，证实镧镍氧材料的超导抗磁性，为高温超导材料研究提供了实验证据。
2023年，镧镍氧材料在高压环境下被报道具有零电阻特性，其转变温度约为80 K。然而，超导体的判定需要同时满足零电阻和抗磁性两大特征。受限于样品质量和高压测量条件等技术瓶颈，镍氧化物是否具有完全抗磁性存在争议。
为攻克超导抗磁性测量难题，研究团队将金刚石NV色心量子传感与高压金刚石对顶砧技术相结合，自主搭建基于固态色心量子传感的高压低温磁探测系统，实现了对La3Ni2O7−𝛿单晶局部抗磁性的原位高灵敏度检测。进一步，研究人员将该技术与四探针电输运测量结合，在同一块单晶样品上同步观测到存在零电阻和迈斯纳效应，为La3Ni2O7−𝛿的超导属性判定提供了相互印证的双重实验证据。
科研团队通过系统的压力调控实验，揭示了La3Ni2O7−𝛿单晶的超导特性随压力变化的演化规律。团队采用基于自旋量子传感原理的金刚石NV色心技术开展研究。这一技术在磁测量领域具有优异的灵敏度和空间分辨率。即使在高压环境和材料不均匀性的极端实验条件下，NV色心量子传感技术仍展现出高灵敏度和高分辨率。借助这一技术，团队实现了对金刚石压砧中高压非均匀超导样品局部抗磁性的高灵敏度检测，测量精度达到微米级空间分辨。
上述研究证实了La3Ni2O7−𝛿体系的高温超导特性，凸显出NV色心技术在极端环境磁性测量领域的优势。
相关研究成果发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院等的支持。
供稿人：杨越
审核人：文成锋
