8月23日消息,据Phys.org报道,南京大学、中国科学技术大学、香港理工大学及多家国内机构的研究团队在《自然·物理》(Nature Physics)发表研究,对双层镍氧化物La₃Ni₂O₇在超导态下的电子配对机制给出关键实验证据:其超导能隙结构不符合铜氧化物超导体普遍的d波配对图像,暗示镍酸盐可能拥有独立的非常规配对机制。
双层镍酸盐自发现超导以来备受关注:La₃Ni₂O₇在极高压力下展现出最高约80K(约-193°C)的超导转变温度,为探索非常规高温超导提供了新平台。与铜氧化物由单一Cu 3d x²-y²轨道(d⁹组态)主导低能物理不同,双层镍酸盐呈d⁷·⁵组态,Ni 3d x²-y²与3d z²两条轨道均靠近费米能级,这种多带特性引发了对配对机制的广泛争论。论文共同通讯作者冯东辉(Donglai Feng)教授表示,回答"Ni 3d z²主导的γ能带是否真的跨越费米能级及其在超导中的作用"与"超导能隙的精确配对对称性"两大问题,需要在超导态下进行直接的动量分辨谱学测量——实验难度极高。
团队通过 specially engineered(特殊工程化)的La₃Ni₂O₇基薄膜开展了超导态的动量分辨测量,收集到的证据表明其超导可能源自区别于d波配对的电子配对机制。共同通讯作者聂跃峰(Yuefeng Nie)教授指出,这一结果为厘清镍酸盐多带体系中超导的微观起源提供了直接实验约束。对于凝聚态物理与材料学界,镍酸盐作为铜氧化物之后最受关注的高温超导候选体系,其配对对称性的确定将深刻影响理论模型筛选;若后续能在常压下稳定该薄膜体系,则对超导电子学的实用化亦有意义。该工作也展示了中国团队在高压量子材料薄膜生长与精细谱学测量上的国际领先能力。
(来源:Nanjing University)