近日，中山大学物理学院教授王猛团队联合北京高压科学中心研究员Viktor V. Struzhkin团队、中山大学理学院副教授孙华蕾团队，在双层Ruddlesden–Popper（RP）相镍氧化物中，通过最高Nd掺杂水平（La3-xNdxNi2O7，X≤2.4）的精准合成，将超导转变温度（Tc）提升至100.5 K，刷新了镍基超导体系的最高温度纪录。相关成果发表于《自然-通讯》。
自2023年双层RP相镍氧化物La3Ni2O7中首次发现压力诱导的约80 K超导电性以来，镍氧化物被确认为继铜基、铁基之后的第三类高温超导家族。元素掺杂可引入化学压力调控晶格，是研究超导机理与提升Tc的重要途径，但纯相双层RP镍氧化物的合成条件极为苛刻，对掺杂研究构成挑战。
王猛团队经长期探索，采用溶胶-凝胶法成功合成系列稀土掺杂双层RP相镍氧化物多晶样品。此前，团队在La1.5Sm1.5Ni2O7中于37 GPa下实现89.2 K的超导转变。本工作中，团队进一步获得当前最高Nd掺杂比例的La3-xNdxNi2O7（0≤X≤ 2.4）高质量多晶样品。由于Nd3+离子半径小于La3+，掺杂后晶格畸变增强，c轴方向晶格常数显著收缩。常压下，自旋密度波转变温度从138 K升至161 K，表明磁交换关联增强；同时，结构相变压力（正交→四方）也相应提高。
基于自主搭建的高压电输运测量平台，团队对La3-xNdxNi2O7样品进行系统测试。结果显示，随Nd掺杂比例增加，Tc持续上升。其中，La0.9Nd2.1Ni2O7的电阻测量给出93 K的超导起始温度，电阻导数则显示97 K起始温度。超导出现的起始压力与结构相变压力一致，提示两者密切关联。
Viktor V. Struzhkin团队利用射频传输技术，在La0.6Nd2.4Ni2O7中测得98 K的超导信号，在La0.9Nd2.1Ni2O7中测得100.5 K，为当前镍基超导体系的最高纪录。
通过系统比较块体与薄膜样品数据，团队归纳出双层RP相镍氧化物中Tc与c轴晶格常数的普适性负相关关系，为后续Tc提升提供明确指导。姚道新教授团队的理论分析亦指出，Tc提升与层间耦合增强相关。
该研究揭示了自旋密度波转变温度与Tc的正相关性，以及块体与薄膜样品中一致的Tc–c轴负相关规律，为RP相镍氧化物超导性能的进一步优化指明了方向，也为理解镍基高温超导机理提供了关键实验依据。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76534-z
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