中国科学院物理研究所刘刚钦团队实现近180GPa金刚石量子传感.相关研究成果“Imaging the Meissner effect in lanthanum hydride using diamond quantum sensors”正式在线发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。该研究由中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家研究中心的高压极端条件量子传感研究团队完成，团队通过改进高压传压介质性能，将金刚石氮-空位中心量子传感的稳定工作压强上限直接提升至近180GPa，最终完成了镧氢化合物近室温超导迈斯纳效应的全链条原位测量，为镧氢化物近室温超导的本征属性提供了直接的实验证据支撑，整套相关研究工作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、中国科学院相关项目的正式经费支持。
以LaH₁₀为代表的镧氢化合物体系，是当前人类已知超导转变温度最高的超导候选材料，该类材料的超导态必须在百吉帕量级的极端高压环境下才能稳定存在，对应金刚石对顶砧高压腔内的样品体积仅在纳升级别，传统磁测量手段完全无法适配如此微小样品的高精度磁学信号采集需求，导致该类近室温氢化物的超导迈斯纳效应长期缺乏直接实验观测证据，相关研究进展长期受限于高压极端条件下的物性表征技术瓶颈。金刚石氮-空位中心是一类位于金刚石晶格中的特殊缺陷态，该色心的自旋状态对磁场、温度、压强等物理量高度敏感，同时可以完全原位集成在金刚石对顶砧的高压腔内部，天然具备微米级的超高空间分辨率，是适配超高压极端条件下原位微区物性测量的理想量子传感载体。
后续同步辐射X射线衍射的结构表征结果直接确认，该237K的超导转变信号完全对应体系中的LaH9.5±δ物相，直接建立起超导性能与具体物相组分的明确对应关系。依托金刚石氮-空位中心量子传感的微米级空间分辨率优势，研究团队进一步完成了样品区域的空间分辨磁成像测量，成像结果清晰显示高压腔内部的镧氢化物样品区域中，超导相与非超导相区域共存，该非均匀分布现象直接解释了此前不同研究团队测得的超导转变温度数据存在离散差异的核心原因，该定量测量结果也为后续评估、优化氢化物样品制备工艺，提升样品整体均匀性提供了直接的定量实验依据。
该研究直接为镧氢化合物体系的迈斯纳效应提供了确凿的直接实验证据，补齐了此前氢化物超导研究长期缺失的关键抗磁性实验证据链，彻底终结了此前学界针对该类近室温氢化物超导本征属性的相关争议，夯实了近室温高压超导体系的核心研究根基。同时这套高压金刚石量子传感技术的性能提升，标志着我国已经自主建成一套成熟的百万大气压级别微区磁成像、磁相变原位探测实验系统，该平台后续完全可以进一步拓展应用在金属氢、超离子材料、各类高压磁性新奇物态的原位物性测量场景中，补齐极端条件物性表征领域的核心技术短板。该成果的落地直接推动了量子传感技术与高压物理研究的深度交叉融合，拓展了金刚石氮-空位量子传感的应用边界，带动国内金刚石色心制备、高压传压介质、微区磁成像等配套相关技术的协同迭代，为后续富氢超导材料体系的定向快速筛选、评估提供了可靠的实验评判标准，为人类后续探索更高转变温度、更低压强要求的室温超导材料提供了坚实的极端条件量子测量技术底座。