超导电性通常依赖于材料的高压亚稳态晶体结构，将高压诱导的超导态“锁定”在常压环境，是超导领域研究长期面临的挑战。中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所王贤龙研究员和王培副研究员团队与上海高压科学研究中心曾桥石研究员团队合作，利用化学取代结合高压调控策略，成功将MnSe₀.₅Te₀.₅材料中的高压超导B31型正交相“捕获”并稳定在常压条件下。相关研究成果以题为“Capture of B31‐Type MnSe₀.₅Te₀.₅ Phase With Structure‐Borne Superconductivity Initiated by Pressure‐Induced Jahn–Teller Distortions”发表在Advanced Materials (Adv. Mater. 2026, e21905)上。

    通过高压调控晶体与电子结构，研究人员已在超高压下（＞200 GPa）观测到接近室温的超导现象。然而，这类超导状态高度依赖于高压下的亚稳态结构，超导相仅能在压力环境中才能维持稳定，一旦卸压便迅速恢复至初始非超导态，这严重制约了高压超导走向实际应用。在锰基硫族化合物中，超导往往与特定的正交B31结构密切相关，但该结构通常需要高压维持。基于上述挑战，该研究采用化学取代阴离子位点、抬高卸压势垒以诱导不可逆相变的策略，成功在锰基硫族合金 MnSe₀.₅Te₀.₅ 中实现了 B31 高压相的常压“捕获”。这种结构承载的超导态在卸压过程中可维持至 4 GPa（远低于其起始压力 ~16 GPa），突破了高压亚稳超导态“卸压即消失”的固有局限。

    通过构建压力-温度实验相图，研究团队揭示了MnSe₀.₅Te₀.₅中结构、磁性与超导转变的演化规律。压缩过程中，反铁磁序在约16.1 GPa被急剧压制，超导随之出现；正常态电阻率指数n从1.9降至1.5，标志着费米液体到非费米液体的转变，显示非常规超导配对机制。令人意外的是，卸压过程中n稳定在1.5附近，微弱的反铁磁关联重现并与超导共存。这一路径依赖行为并非源于自旋涨落，而是归因于化学无序与非静水压卸压引入的缺陷所导致的“无序钉扎量子临界涨落”，“助推”了超导。研究还清晰揭示了姜-泰勒畸变（JTD）触发类派尔斯Mn-Mn聚合效应诱发超导的完整链条：JTD不仅稳定了结构，更通过局域电子重排调制了电-声相互作用，是超导的“结构基因”。

    该研究通过化学取代引入化学应力调控相变势垒，进而改变高压相变路径诱发不可逆相变，成功将高压下的亚稳超导相“锁定”在常压环境中。这一思路跳出了单纯追求“更高超导温度（T_c）”的竞赛，转而解决超导应用面临的根本痛点——如何在常压下保持高压诱导的超导态。上述发现为在近常压环境下设计和稳定高压超导相提供了全新思路。

    上述研究得到了国家自然科学基金、中国科学院合肥物质院院长基金和上海极端环境材料前沿研究重点实验室等项目支持。中国科学院合肥物质科学研究院为第一完成单位与通讯单位，固体所王培副研究员、赵静博士后，上海高压科学研究中心彭帝研究员为共同第一作者，固体所王贤龙研究员、王培副研究员与上海高压科学研究中心曾桥石研究员为共同通讯作者。

    论文链接: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202521905

图1. MnSe_0.5Te_0.5的晶体结构、自旋交叉、Jahn-Teller效应、类佩尔斯Mn-Mn聚合演化图谱，以及带隙结构、态密度演化图谱和超导相图。

图2. MnSe_0.5Te_0.5在原位高压下的电磁输运测量及与其同类B31型晶体结构材料的超导性能比较。