香港城市大學（城大）理學院副院長（研究及研究生教育）兼物理學系副教授李丹楓教授領導的研究團隊，在超導體材料領域取得重要突破。研究團隊首次在「無限層鎳氧化物」超導體中，發現由強磁場引發的「重入超導」現象，即在強磁場下，原本被抑制的超導性可重新出現。這項發現顛覆了磁場會抑制超導性的傳統認知，為探索非常規超導機制及新型超導材料提供嶄新方向。

研究成果近日於國際頂尖學術期刊《自然》上發表，題為「在無限層鎳氧化物中由強磁場誘導的重入超導現象」。

傳統認知中，磁場與超導性通常被視為「水火不容」，磁場會破壞超導性，使材料失去零電阻特性。然而，在極少數特殊材料中，極強磁場反而能讓消失的超導電性「死而復生」，這種現象被稱為「重入超導」。
城大研究團隊透過精確調控摻入稀土元素銪（Eu）的「無限層鎳氧化物」中，發現超導性在磁場逐步增強時，會先被抑制，然後在更高磁場下重新出現，形成「超導－正常態－超導」的反常轉變。

與以往發現的「重入超導」現象不同，鎳基體系的表現展現了驚人的穩定性。傳統的「重入超導」對磁場角度非常「挑剔」，通常僅在極窄的範圍內（約2°-10°）才能出現。然而，研究團隊發現，鎳基體系的重入超導在0°到90°範圍內均能穩定存在。研究亦顯示，這種「重入超導」現象在高磁場下具有良好穩定性。當磁場達到15特斯拉（大約為地球磁場的300,000倍）以上時，超導狀態重新出現，並可在更強磁場環境中維持。
 這意味着經典的「磁場抵消機制」已不足以解釋其物理本質。研究暗示，磁性相互作用在特定條件下不再是破壞者，反而可能成為促進電子配對、穩定超導態的關鍵因子。

自2019年「無限層鎳氧化物」超導體被首次發現以來，因其電子結構與銅基高溫超導體相似，一直是物理學界的研究熱點。當時相關研究由史丹福大學團隊完成，而李教授為該研究的第一兼通訊作者。是次研究進一步在「無限層鎳氧化物」中發現重入超導現象，為未來發展新一代超導材料提供關鍵基礎。
 李教授表示：「是次研究在較高轉變溫度的氧化物中實現了類似重費米子超導體系的奇異量子態，成功架起了連接高溫超導與重費米子物理的橋樑。這不僅加深了我們對磁場與超導共存微觀機制的認識，也為設計新型非常規超導材料提供了新視角。」

這項研究由城大聯同南方科技大學、粵港澳大灣區量子科學中心，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心、華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心、清華大學等多個研究機構合作完成；並得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、香港研究資助局及美國能源部等多個機構支持。