近两载，中国科学家于镍基超导研究范畴屡获突破性成果。其研究进程势如破竹，为相关领域的发展注入了强大动力。他们不仅成功发现了多个类氧化物超导体，还对其物理特性和机理展开了深入且系统的探讨。液态超导体在高压下的临界温度突破了液氮的沸点，既与铜氧化物高温超导体以及铁基超导体有相似之处，又存在不同机制，可以说是新一代的高温超导家族。

这无疑是引人深思且亟待探究的问题。它的出现又为高温超导的研究带来了哪些新的启示呢？未来镍基超导有望达成实用化吗？这一疑问始终悬于人们心间。其是否能摆脱理论束缚，真正在实际应用中一展身手，令人拭目以待。超导是人类最先发现的宏观量子现象，其材料具备绝对零电阻与完全抗磁性。于几乎各类电和磁的应用领域皆具重大价值，亦是现代量子技术的核心材料之一。制约超导应用的最大因素是其工作环境往往很低，例如 4.2K（即零下 269 摄氏度）以下，大部分情况下需要昂贵的液氦来维持。

百余年来，科学家们始终致力于尝试冲破超导材料临界温度的三道“天花板”。他们坚持不懈，为探索未知而努力，以求实现重大突破。

第一重：为 40K（约零下 233 摄氏度），亦称麦克米兰极限，乃传统金属单质或合金超导体之极限，现有完备的 BCS 理论予以描述。

第二重：乃液氮的沸点，为 77K（约合零下 196 摄氏度）。此温度节点，具有特殊的物理意义，成为研究中的关键一环。迈过这一门槛的超导材料意味着可以在液氮浸泡下工作，极大地降低了规模实用化的成本。当下，唯有铜氧化物超导材料能够于常压状态下突破液氮的沸点，此乃独特之所在。

第三重：是室温，一般定义为 300K（大概 27 摄氏度），迄今为止尚未找到室温超导体，其是否有应用价值也难以确定。所谓的高温超导体只是相对而言临界温度比较高，比如能在常压下突破 40K，或者在相应结构体系中具备突破 40K 的可能性。

自 1986 年铜氧化物高温超导体被发现，迄今已近 40 年，然而，其仍未达成真正全面规模的实用化。一方面，人们迫切期待寻找到更多的高温超导家族，以获得更好用的材料；另一方面，人们更希望全面理解高温超导的微观机理，从而帮助预测更高温度的超导材料。但遗憾的是，这么多年的努力尚未实现这两个目标。

2008 年发现的铁基超导家族，部分体系临界温度虽能超 40K，然块体材料最高仅 55K。且因对空气敏感或有毒等，严重制约其应用拓展。如果看一眼元素周期表，就会发现铁和铜之间还存在钴和镍两个元素。自然而然地，科学家们就会想到钴基和镍基材料到底行不行。含钴的材料往往表现出很强的铁磁性，要实现超导有点难，而镍既有和铜类似的一些化学特性。特别是众多的氮氧化物和铜氧化物材料在结构上相比，两者可谓是孪生家族。

自 20 世纪 80 年代末，科学家便踏上探索之路。然而，期盼中的突破却迟迟未见，直至许久之后方才到来。一直到 2019 年，美国斯坦福大学的专家在铝丝纳氧薄膜样品中观测到了 15K 左右的超导电性。首个纳氧物超导体来之不易，首先它得是大约 20 纳米那么薄的薄膜状态；其次，制备出来时是含有三个氧原子的状态，必须进行还原反应去掉一个氧原子才会超导。铝镍氧二材料处于亚稳态，难以以块体形式稳定存在，这也是多年来难以发现超导的原因。

然而，不久人们便察觉到另一种氧化物超导体，其性质与铜氧化物超导体极为相似。例如，可能存在较强的磁性相互作用和自旋涨落，也同样存在电荷密度波，甚至短程有序等与超导相互竞争的物态。甚至连超导配对方式和能隙形式都有点像，但细节并不完全相同。正因如此，人们期待在更多的氮氧化物体系中寻找到超导电性，更把注意力集中到了寻找块体超导材料上。

材料学家早就发现有一系列氮氧化物，以相关科学家的名字命名为 RP 相。这个家族包括单层结构的镧二镍氧四、双层结构的镧三镍二氧七、三层结构的镧四镍三氧十以及无限层结构的氮磷氧三等等。其中单层结构就是铜氧化物超导体镧二铜氧四的孪生结构，无限层结构就是前面提到的氮氧化物超导薄膜的母体。

2023 年 7 月，中山大学的王猛等学者于《自然》杂志中宣称发现了高压诱发的 80K 超导现象。这是氮氧化物超导电性首次突破液氮温区，但该材料的合成存在很多困难，特别是容易出现化学组分不均匀、氧含量不稳定以及单层和三层结构共存等问题。由于样品纯度和压力敏感等问题，最早的研究并没有实现真正意义上的零电阻效应，也缺乏关键的实验证据。

2024 年 6 月，浙江大学袁辉球等人在《自然・前沿》上报道了零电阻测量结果。2024 年 7 月，复旦大学赵俊等人又在《内学》上报道了高压超导现象，其超导抗磁体积分数达到了 86%。2024 年 10 月，中国科学院物理研究所的陈经光等学者于《内学》中披露了镍基超导体的崭新进展。在镓铟磷砷多晶材料中实现了 60K 以上的零电阻，电阻下降的起始点为 82.5K，还有高达 97% 的超导抗磁体积。这提供了块体超导的关键实验证据，至此，镍基超导现象已成为确凿事实，镍基超导家族也在不断扩大。

在镍基超导材料的探索和机理研究征程中，中国科学家团队几乎取得了全面领先的态势。他们不仅发现了多个镍基超导体系，还详细研究了材料的宏观和微观物性，提出了多个可能的理论模型，以极快的速度推进了该领域的发展。虽然镍基超导体目前仍需要在薄膜或高压环境下实现，实用价值不大，但由于它们与铜氧化物具有非常相似的性质，人们已经默认镍基超导开启了高温超导研究的新时代。我们完全有理由相信，常压下的镍基高温超导材料在不久的将来会成为现实。