今日速览： 今日的亮点工作聚焦于对混合型Ruddlesden-Popper镍酸盐电子结构的深入理解。在[1]中，通过高分辨率ARPES与动态平均场理论计算，研究团队在Pr₄Ni₃O₁₀中发现了由层间Ni-O-Ni键角减小（从165°至158°）所驱动的轨道选择Mott相，其d_z²轨道因几何阻挫而高度不相干，而d_{x²-y²}带仍保持相干，这为理解高压下镍基超导的涌现提供了晶格-轨道-自旋耦合的具体框架。此外，[2]基于第一性原理路径积分分子动力学，在双层镍酸盐La₃Ni₂O₇中揭示了一种全新的晶格量子无序（LQD）相，该相在压力-温度相图中与超导穹顶的左侧边界精确对齐，且其最大超导转变温度与实验观测一致，表明核量子涨落可能为高温超导提供超越常规声子图像的配对机制，这一发现直接关联镍基超导中晶格自由度与电子配对的核心问题。 本期论文投稿处理时间范围：2026-02-03 22:25 至 2026-02-03 23:39（北京时间）。

1. Orbital-selective Mottness Driven by Geometric Frustration of Interorbital Hybridization in Pr4Ni3O10

  • 关联度评分: 5.3577
  • 作者: Yidian Li, Mingxin Zhang, Xian Du, Cuiying Pei, Jieyi Liu, Houke Chen, Wenxuan Zhao, Kaiyi Zhai, Yinqi Hu, Senyao Zhang, Jiawei Shao, Mingxin Mao, Yantao Cao, Jinkui Zhao, Zhengtai Li, Dawei Shen, Yaobo Huang, Makoto Hashimoto, Donghui Lu, Zhongkai Liu, Yulin Chen, Hanjie Guo, Yilin Wang, Yanpeng Qi, Lexian Yang
  • 机构: Yale University, University of Oxford, ShanghaiTech University, Songshan Lake Materials Laboratory, Tsinghua University, SLAC National Accelerator Laboratory, University of Science and Technology of China, Diamond Light Source, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou University
  • 链接: http://arxiv.org/abs/2602.03658v1

总结: 通过高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）结合理论计算，该研究系统比较了三层镍酸盐La₄Ni₃O₁₀和Pr₄Ni₃O₁₀的电子结构。在La₄Ni₃O₁₀中，观察到了d_z²平坦带与d_{x²-y²}色散带之间显著的轨道间杂化；而在Pr₄Ni₃O₁₀中，d_z²带变得高度不相干且谱重严重减弱，但d_{x²-y²}带仍保持相干。这种相干/不相干的二分法识别出一个由层间Ni-O-Ni键角（从165°减小至158°）调制的轨道选择Mott相。动态平均场理论计算表明，结构扭曲导致的几何阻挫破坏了d_z²轨道的相干性，进而抑制了轨道间杂化，并影响了Pr₄Ni₃O₁₀中的密度波相变。此外，由于Pr³⁺局域矩提供了额外的散射通道，Pr₄Ni₃O₁₀中的密度波能隙显著减小。这些发现揭示了晶格、轨道、自旋和电子自由度之间的复杂相互作用，并证实了层间键角可作为调控多轨道关联态的有效结构参数，为理解高压下超导性的涌现提供了具体框架。

2. Unconventional superconductivity from lattice quantum disorder

总结: 通过第一性原理计算并纳入核量子多体效应，本文在H3S和La3Ni2O7两种超导体中发现了一种晶格量子无序（LQD）相。该相在压力-温度相图中呈现三角形区域，其左边界与超导穹顶左侧的临界温度（Tc）精确对齐，且该相的Tcmax与超导Tc的最大值一致。研究采用路径积分分子动力学（PIMD）从第一性原理处理核量子多体效应，利用质心势的平均力构建自由能面，从而精确确定结构相边界。结果表明，超导穹顶左侧的转变源于低对称相向LQD相的结构相变，且超导电性完全发生在高对称相内。LQD相的量子涨落超越常规声子图像，可能提供新的配对机制。这一发现否定了此前对相图的错误解释，并建立了LQD相作为统一框架，既能预测新超导体，也有助于理解凝聚态物理中更广泛的现象，标志着晶格自由度在高温超导机制中扮演决定性角色。