在凝聚態物理領域，高溫超導研究始終占據核心地位。繼銅基和鐵基高溫超導體之后，鎳基材料因其獨特的物理特性，被視為探索高溫超導機制的新突破口。然而，鎳基超導材料的制備面臨一個關鍵難題：實現高度氧化狀態所需的極端條件與晶格穩定生長之間存在難以調和的熱力學矛盾。
為突破這一瓶頸，由南方科技大學、粵港澳大灣區量子科學中心與清華大學聯合團隊，攜手中國科學技術大學科研人員，開發出名為"強氧化原子逐層外延"的創新技術。該技術通過創造極端非平衡生長環境，使薄膜在沉積過程中同步完成結構構建與深度氧化，為精確控制原子堆疊序列提供了可能。
基于這項突破性技術，研究團隊成功合成三種新型鎳基超結構材料：單層-雙層、單層-三層及雙層-三層超結構。實驗數據顯示，前兩種材料在常壓條件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，均超越傳統超導理論預測的"麥克米蘭極限"。而第三種結構僅表現出金屬導電性，未出現超導現象。
通過角分辨光電子能譜與原子級結構控制的結合研究，科研人員發現超導與非超導結構的電子能帶存在顯著差異。在具有超導特性的材料中，布里淵區頂角附近均形成由γ能帶構成的費米口袋；而在非超導材料中，該能帶未能形成類似的電子結構特征。這一發現首次從實驗層面證實了原子堆疊方式、電子能帶結構與超導性能之間的直接關聯。
該研究不僅為理解鎳基高溫超導機制提供了關鍵實驗證據，更通過識別影響超導發生的"電子特征標記"，為后續材料設計開辟了新路徑。相關成果已發表于國際權威學術期刊《自然》，標志著我國在新型超導材料探索領域取得重要進展。
