發現鎳氧化物薄膜超導體 港城大學者獲嘉許

香港文匯報訊（記者 楊盈盈）超導體研究對全球能源傳輸與相關產業發展至關重要，並對多項尖端科技有重大影響。香港城市大學理學院副院長（研究及研究生教育）兼物理學系副教授李丹楓，成功發現全球首個鎳氧化物（nickelate）薄膜超導體，在困擾學術界三十多年的新類型超導物料領域作出突破，獲2025年度「亞洲青年科學家基金項目」嘉許，為今年唯一來自香港的入選者。他接受香港文匯報專訪時分享道，開創性的研究有很大不確定性，但亦是高風險高回報的探索。他和團隊曾歷經數年，由希望、質疑到被否定的波折，最終才憑藉「終極的耐心」取得重大成果。他期望未來能進一步實現鎳氧化物高溫超導應用，為新一代的革命性能源、電力運輸與醫療技術落地奠定基礎。

超導體是能以零電阻傳導電流的非凡材料，在能源傳輸、量子計算和磁懸浮技術等領域具有顛覆性潛力。李丹楓介紹，自上世紀八十年代發現銅氧化物體系的超導材料以來，科學界一直希望釐清當中的物理機制，同時探索更多不同種類的材料。過去，不少人曾提出鎳氧化物體系超導性的可行性，但遲遲未見實證，有關問題困擾學術界三十多年。

在一片「不可能」聲中，當時在史丹福大學進行博士後研究的李丹楓卻遵從自身的「物理直覺」，堅持聚焦鎳氧化物超導材料的工作。他解釋，自己是材料科學出身，對材料製備有一種感覺，「如果你經常跟真實材料打交道，就會知道材料本身的複雜性，會有不一樣的想法與感覺。」過程中他與團隊深耕數年，曾數度面臨中止壓力，當時合作導師也曾覺得投入太多、時間太久，認為不值得繼續。

堅持「終極耐心」 「死路」找到生機

面對實驗失敗、儀器故障、能力受限與經費不足等挑戰，李丹楓堅持以「終極的耐心」，在被視為「死路」的路徑上尋找可能性，最終在那一點點小概率之中取得重大突破，成功發現首個鎳氧化物薄膜超導體，「當時凌晨兩點，我正與父母打越洋電話，電阻曲線驟然歸零。我隨即匯報導師，徹夜往返郵件反覆驗證，最後導師更半夜開車回實驗室，記錄那歷史性的一刻！」

成果刊權威期刊《自然》

為確保其可靠性，團隊其後更在對外保密情況下耗時八九個月重複驗證，並於2019年獲權威期刊《自然》刊登。

鎳氧化物超導材料的突破，成為了同類研究的開創性關鍵，也進一步確立氧化物在超導研究中的特殊地位。李丹楓解釋，氧化物廣泛應用於現代科技，從手機天線到矽晶片的二氧化薄層，均是氧化物材料，也是電子器件與薄膜技術的基石。

「可以說，沒有氧化物的參與，當今許多技術都無法實現。從這一意義上講，氧化物的功能極為重要。」因此，他致力於製備更複雜、內涵更豐富的氧化物薄膜，賦予材料自然界少見的新特性，並藉由這種「反差」挖掘未知的物理機制。

在鎳氧化物薄膜超導體的應用方面，李丹楓計劃探索更多的高溫超導案例。他以核磁共振儀（MRI）為例指，現行超導磁體多依賴液氦（約-269°C）維持極低溫，若能把運作溫度提升至可用液氮（約-196°C）冷卻的區間，不僅成本可望下降逾九成，亦可緩解液氦稀缺造成的全球供應壓力，展望更遠，高效率、近乎無損的電力輸送，甚至可能改寫能源輸配與儲能產業的版圖。

他表示，超導材料一旦取得突破，將對能源、電池、電力運輸、核聚變等能源技術與醫療技術等領域產生革命性影響；而包括航天探測、極靈敏感探測與量子計算等技術均與超導緊密相關，期望未來對超導物理認識不斷深化，為相關技術落地奠基，產生重大社會影響。