港城大領銜的聯合團隊在鎳氧化物中發現強磁場誘導的重入超導現象

香港文匯報訊（記者 楊盈盈）超導研究被視為前沿物理的重要方向，不僅關乎人類對高效能源傳輸的探索，亦對量子科技、先進材料等多個戰略性產業具有深遠意義。超導研究一直是國際科學界重點攻關方向。香港科研團隊近日在這一領域取得重要突破。由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主導的團隊，聯合多家科研機構，首次在無限層鎳氧化物中發現由強磁場誘導的「重入超導」現象，相關成果已於香港時間今晚（23日）11點以「加速文章預覽」形式，在國際學術期刊《自然》（Nature）在線發表最新研究成果。

由李丹楓主導的團隊，聯合南方科技大學量子功能材料全國重點實驗室/物理系、粵港澳大灣區量子科學中心薛其坤-陳卓昱團隊，並與中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心、華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心等單位合作，首次在無限層鎳氧化中發現由強磁場誘導的「重入超導」現象（re-entrant superconductivity），這項發現不僅揭示稀土磁性與高溫超導之間複雜的相互作用，也突破了學界既有認知，為探索強關聯氧化物中的非常規配對機制提供全新實驗平台。

在傳統認知中，強磁場通常會破壞超導態，但在極少數特殊材料中，極強磁場反而可令已消失的超導電性重新出現，這種現象被稱為「重入超導」。研究團隊通過精細調控Eu（銪）摻雜濃度，在過摻雜區域成功捕捉到這一反常行為。實驗顯示，隨着磁場增強，材料呈現「超導—正常態—超導」的轉變；當磁場升至15T以上，原本消失的超導態再次出現，並在最高45T強磁場下仍保持穩定。

研究人員進一步通過「零電阻」與「抗磁性」雙重實驗，確認高場超導態真實存在。研究還發現，鎳基體系中的重入超導在0°至90°的完整磁場角度範圍內均可穩定存在，有別於傳統重入超導僅在極窄角度範圍內出現的特性，顯示經典理論未足以完全解釋其機制。

此外，團隊亦在過摻雜樣品中觀察到霍爾電阻非線性、強場下趨於飽和，以及磁電阻曲線出現明顯磁滯回線等特徵，反映系統可能存在新的物理機制。團隊指出，Eu摻雜鎳氧化物可作為獨特材料平台，有助深入探索磁場與超導共存的微觀機制，並為高溫超導機理研究開拓新方向。