在凝聚態物理的前沿探索中，高溫超導研究始終占據核心地位。繼銅基、鐵基超導體之后，鎳基材料因其獨特的物理性質，被視為破解高溫超導機制的關鍵突破口。然而，這一領域長期面臨一個核心矛盾：實現超導所需的強氧化環境與材料晶格穩定生長的條件相互沖突，傳統合成方法難以同時滿足這兩項要求，導致鎳基超導材料的研發進展緩慢。

近日，一支由南方科技大學與粵港澳大灣區量子科學中心薛其坤—陳卓昱團隊、中國科學技術大學沈大偉團隊等聯合組成的研究組，通過自主研發的“強氧化原子逐層外延”技術，成功突破了這一瓶頸。該技術通過創造比常規方法高約1000倍的強氧化環境，實現了薄膜生長過程中的原子級精準操控。在納米尺度上，研究團隊能夠按照預先設計的方案，精確排列鑭、鐠、鎳等原子，使結構構建與充分氧化同步完成，從而解決了材料合成中的根本性矛盾。

基于這一技術，研究團隊取得了兩項重要進展。首先，他們將此前發現的純雙層結構鎳基薄膜的常壓超導起始溫度從約45開爾文提升至63開爾文。隨后，團隊進一步探索人工設計的原子堆疊方案，成功合成出三種全新的鎳基超結構材料。其中兩種材料在常壓下展現出高溫超導特性，起始轉變溫度分別達到50開爾文和46開爾文，均突破了傳統超導理論中的“麥克米蘭極限”，為高溫超導領域注入了新的活力。

為了深入理解超導機制，研究團隊將原子級精準結構控制與角分辨光電子能譜技術相結合，對四種不同堆疊結構的鎳基氧化物薄膜進行了系統比較。角分辨光電子能譜技術能夠直接觀測材料中電子的能量和動量分布，為研究電子行為提供了關鍵手段。通過對比分析，團隊發現，在能夠超導的幾種結構中，布里淵區頂角附近均存在一個由γ能帶形成的費米口袋；而在不超導的結構中，這一特征則完全消失。這一發現從實驗層面證實了原子堆疊構型、電子能帶與超導電性之間的緊密關聯，為理解鎳基高溫超導的微觀機制提供了重要依據。

該技術不僅為鎳基超導研究提供了獨特的實驗平臺，還為解決多類氧化物材料的缺氧難題提供了新的思路。通過強氧化環境下的原子級工程操控，研究團隊展示了在極端條件下精確控制材料結構的可能性，為未來開發新型功能材料奠定了技術基礎。這一成果的發表，標志著我國在高溫超導領域的研究已進入國際前沿行列，為全球科學家探索超導機制提供了新的視角和工具。