近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心刘刚钦和于晓辉研究员等组成的联合团队在高压极端条件量子传感研究中取得重要进展。

　　以LaH₁₀为代表的镧氢化合物是目前已知转变温度最高的超导体系。然而，氢化物超导通常需要百吉帕（GPa）的极端高压条件下才能稳定存在，这给其物性表征带来了巨大的挑战。特别是超导迈斯纳效应的测量，由于超高压下样品极小，难以通过传统磁测量手段实现。作为一种新兴量子传感技术，金刚石氮-空位（nitrogen-vacancy, NV）中心可原位集成在金刚石对顶砧高压腔中，拥有微米级的空间分辨率，对磁场、温度、压强等物理量极为敏感，正在成为极端条件下原位物性测量的重要工具。

图一 镧氢化合物超导迈斯纳效应的原位量子传感

　　研究团队通过改进传压介质，将金刚石量子传感工作压强提升至近180 GPa，实现了镧氢化合物近室温超导迈斯纳效应的原位测量。在充分退火的样品中，通过零场冷-场热实验，观测到了局域磁屏蔽效应。进一步的场冷-场热实验证实了磁通自发迈斯纳效应。在155 GPa下，样品超导转变温度高达237 K，接近LaH₁₀最高纪录值（240–255 K）。作为对照，未充分退火的样品表现出更偏低的超导转变温度（190–220 K）。同步辐射X射线衍射测量表明该转变温度对应LaH9.5±δ相。此外，空间分辨的磁成像还揭示了样品内超导与非超导共存的现象，为评估和优化氢化物样品均匀性提供了定量依据。该研究不仅为镧氢化合物超导迈斯纳效应提供了直接实验证据，也充分展示了金刚石量子传感器在高压极端条件下的应用潜力。

　　中国科学院物理研究所博士后陈旸、博士后文俊彦、博士生何泽旭为论文共同第一作者，于晓辉研究员、陈刘城副主任工程师、刘刚钦研究员为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、国家重大科技专项、国家自然科学基金等项目的资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2536915123