来源：吉林大学
【供稿：物理学院】近日，吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室王洪波教授等人在新型碳基超导体研发方面获得新进展。自从发现超导电性以来，新型高温超导体的探索一直是凝聚态物理与材料科学领域的研究热点。低维度长期以来被认为是促进高温超导的重要因素。石墨插层化合物（graphite intercalation compounds, GICs）作为典型的二维材料体系，其独特的电子结构和可调控的层间相互作用，使其在探索高温超导机理与新型超导材料方面备受关注。然而，尽管经过多年的努力，石墨插层化合物中的超导转变温度最高纪录仍停留在2007年报道的CaC₆体系，在高压下仅为15.1 K。
在本工作中，王洪波教授等人以单质钠和石墨为前驱物，在高压条件下成功合成了一种新型碳基超导体。电输运性质测量表明，该碳化物在约14 GPa高压条件，超导温度高达28 K，几乎是CaC₆所保持纪录的两倍。研究团队结合同步辐射X射线衍射（XRD）实验与CALYPSO晶体结构预测，确定了超导相的结构为二阶插层（second-stage）的NaC₈，其中钠原子分布在双层石墨烯之间的层间空间中。该工作不仅打破了石墨插层化合物领域近二十年来未被超越的超导温度纪录，实现了人们长期以来对高转变温度碳基超导体的实验探索目标，还为进一步探索新型高温碳基超导体提供了更丰富的结构原型。相关成果以“Superconductivity at 28 K in Sodium Graphite Intercalation Compound under High Pressure”为题，发表于《Physical Review Letters》。
论文第一作者为马广晨博士，共同第一作者为王莹莹博士（现就职于齐鲁师范学院）和王泽方博士。通讯作者为吉林大学王洪波教授、高朋越副教授和马琰铭院士。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助以及日本同步辐射中心SPring-8的支持。
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