问题——常压条件下实现更高温度的超导，一直是凝聚态物理和材料科学的重要目标。近年来，镍基氧化物被视为探索常压高温超导的新方向，但其对氧含量和晶体结构极为敏感，导致材料制备窗口狭窄、缺氧问题突出、结构可控性差，使得实验重复性、稳定性和机理研究面临巨大挑战。如何在常压下获得高质量样品，并构建自然界不存在的“人工结构”以验证关键物理机制，成为该领域发展的主要瓶颈。 原因——研究团队从“生长条件”和“原子级结构设计”两上入手寻求突破。一方面，他们开发了“强氧化原子逐层外延”技术，薄膜生长过程中创造超强氧化环境，实现极端非平衡生长，使结构构建和充分氧化同步完成，大幅减少缺氧带来的不确定性。另一上，利用逐层外延的原子级精确控制能力，团队按照预设方案精准排列镧、镨、镍等原子层，不仅提升了已知双层结构的质量，还成功制备出单层—双层、双层—三层等复杂超结构，将材料制备提升至“结构创制”水平。 影响——技术突破后，团队取得两项重要进展：首先，优化后的双层结构薄膜性能提升，常压超导起始转变温度从约45K提高到63K，同时零电阻温度和抗磁性等关键指标同步增强，证明极端氧化条件能有效释放材料的本征特性。其次，通过人工设计的原子堆叠序列，团队成功合成多种镍基超结构材料，其中单层—双层和双层—三层超结构常压下分别实现50K和46K的高温超导。这些成果不仅丰富了镍基超导材料体系，还为研究“结构—电子态—超导”关系提供了新平台。此外，借助角分辨光电子能谱等技术，团队对比不同堆叠结构的电子能带特征，初步揭示了原子构型、能带演化与超导电性之间的关联，为寻找决定超导的关键电子特征提供了实验依据。 对策——当前超导研究的竞争焦点正从“发现单一材料”转向“构建可验证体系”和“开发可复用的方法”。此次进展表明，要在常压高温超导领域持续突破，需从三上发力：一是提升极端条件下的材料生长和过程控制能力，确保高质量、可重复的样品；二是结合原子级结构工程与先进表征手段，建立从结构参数到电子结构的完整分析链条；三是通过跨机构合作，形成从材料设计到物性表征与理论解释的闭环研究体系。依托全国重点实验室等平台开展有组织科研，有助于整合资源，集中攻克关键基础问题。 前景——从优化已知材料到创制新超结构，再到锁定超导电子特征，这若干突破为常压镍基超导研究提供了可持续发展路径。未来，通过更精细的原子堆叠设计、界面调控和载流子优化，并结合大科学装置的表征能力，有望在更广的材料范围内筛选潜在高温超导体系，推动理论与实验的深度融合。此外，高质量氧化物薄膜外延技术的进步还可能惠及自旋电子学、量子器件等领域，为新一代信息技术和前沿材料发展提供支持。
从薄膜生长技术创新到人工设计超导体，再到揭示超导电子结构根源，该进展展现了基础研究中“技术驱动探索、材料验证理论、实验逼近规律”的研究路径。面对高温超导这一世界难题，坚持问题导向、加强协同攻关、构建可验证的实验平台，才能将阶段性突破转化为持久的科学能力，为未来能源和信息技术变革奠定更坚实的基础。