今日速览: 今日的亮点工作聚焦于对混合型Ruddlesden-Popper镍酸盐超导电性的本征电子结构和力学约束机制的深入理解。在[1]中,研究团队利用原子分辨率扫描隧道显微镜,在(La,Pr)₃Ni₂O₇超薄膜中首次观测到无节点的U形超导能隙(约14和20 meV),并揭示氧含量控制是获得本征超导能隙的关键,为双层镍酸盐的无节点配对对称性提供了直接原子尺度证据。与此同时,[2]从力学角度提出剪切应力约束超导电性(SSCS)框架,指出亚稳态RP晶格仅在Ni-O框架的局部剪切应变窗口内才能进入超导态,该观点统一解释了压力、衬底、氧化学计量等因素对超导性的影响,并将块材高压与外延薄膜中的现象纳入同一物理图像。两篇工作分别从实验观测和理论统一两个层面,推动了镍基超导领域的核心问题——本征配对对称性与超导相稳定条件的理解。 本期论文投稿处理时间范围:2026-05-15 08:00 至 2026-05-15 08:00(北京时间)。

1. Atomically resolved intrinsic superconducting gap in (La,Pr)3Ni2O7 films

总结: 本研究利用原子分辨率扫描隧道显微镜和谱学技术,对生长在SrLaAlO4上的1.5个单胞(La,Pr)3Ni2O7超薄膜进行了表征。通过低温超高真空样品转移,保持了有序的√2×√2表面重构,并在隧道谱中观测到具有两个能隙尺度(约14和20 meV)且零偏压电导平坦的U形谱,表明超导能隙无节点。相比之下,若转移过程中样品在超高真空中暴露时间较长且未冷却,虽仍保持表面重构和40 K以上的输运超导转变起始温度,但隧道谱呈现V形,且宽能谱显示氧缺失会使密度波相关的谱权重混合。通过对比不同转移时间的样品,确定了获得本征超导能隙需控制氧含量,提供了双层镍酸盐超薄膜本征无节点超导能隙的原子尺度观测证据。


2. Shear-stress-constrained superconductivity in Ruddlesden-Popper nickelates

总结: Ruddlesden-Popper镍氧化物在块材高压和薄膜外延约束条件下均表现出超导电性,但高度依赖于样品质量、氧含量、缺陷和应力状态。本文提出,亚稳态RP晶格仅在Ni-O框架的局部约束变形处于一个有界的剪切应变窗口内时才进入超导态;该变形控制着八面体旋转、层间Ni-O-Ni键角以及Ni dz²与dx²-y²轨道间的耦合。这一剪切应力约束超导电性(SSCS)框架统一解释了此前观察到的压力阈值、可逆性、空间不均匀性、压力介质依赖性、薄膜-衬底敏感性以及可重复性难题。SSCS场景并不替代键角、键长、轨道占据、氧化学计量或载流子密度等传统因素的作用,而是指明这些因素协同稳定超导态所需的力学与对称性条件。镍氧化物超导体表现出的脆性与异质性并非外在复杂性,而是超导态本身的核心诊断特征。该视角为改善可重复性提供了具体实验路径,并将压缩块材、外延薄膜、化学替代样品及杂化RP结构中的物理机制统一在同一概念框架内。