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。[1]基于双层t-J模型,统一解释了La₃Ni₂O₇中氧化学计量、元素替代、压力及应变对超导转变温度的调控行为,指出电子掺杂是提升Tc的潜在途径。[2]通过高精度输运测量揭示了层间电子相干性在Ruddlesden-Popper镍酸盐中的关键作用:更强的层间相干性有利于超导,且面外电阻率可作为磁性与密度波序的灵敏探针,为超导微观机制提供了严格约束。[3]结合第一性原理计算与动力学团簇量子蒙特卡洛模拟,预测电子掺杂可普遍增强La₃Ni₂O₇的s±波超导电性,其中异质结体系在欠掺杂区表现出最高Tc,并揭示了dz²与dx²-y²轨道间的协作配对机制。 本期论文投稿处理时间范围:2026-05-19 08:00 至 2026-05-19 08:00(北京时间)。
1. A Unified Understanding of the Experimental Controlling of the T$_\text{c}$ of La$_3$Ni$_2$O$_7$
- 关联度评分:
5.6220 - 作者: Zeyu Chen, Jia-Heng Ji, Yu-Bo Liu, Ming Zhang, Fan Yang
- 链接: https://arxiv.org/abs/2603.14519
- 论文页面: A Unified Understanding of the Experimental Controlling of the Tc of La₃Ni₂O₇
总结: 本文基于先前提出的有效d_{x^2-y^2}-轨道双层t-J_∥-J_⊥模型,参数来自第一性原理计算,统一解释了通过调控氧化学计量、元素替代、压力或应变控制La₃Ni₂O₇超导转变温度的实验。该模型在近四分之一填充下表现出与空穴掺杂过掺杂铜氧化物类似的Tc调控行为:空穴(电子)掺杂使系统更(更不)过掺杂并抑制(增强)Tc,从而解释了增加氧化学计量或Ca²⁺/Sr²⁺替代La³⁺引入空穴掺杂抑制Tc的实验,以及氧化学计量调控中的“半穹顶”行为。在相互作用依赖性上,Tc随层间反铁磁超交换J_⊥变化,这与Sm/Nd替代La增强体相Tc、体相Tc-压力呈“直角三角形”关系以及薄膜中压缩应变增强Tc的结果一致。相比弱耦合理论(Tc主要依赖态密度)和d_{z²}-轨道主导的配对机制(Tc与d_{z²}空穴密度成比例),该模型为实验提供了更自然统一的解释。作者提出,通过更高价元素替代La等不引入无序的电子掺杂方式,有望提升Tc。
2. Interlayer electronic coherence links magnetism and superconductivity in Ruddlesden-Popper nickelates
- 关联度评分:
5.4711 - 作者: Feiyang Liu, Lixing Chen, Enkang Zhang, Ying-Jie Zhang, Jun Zhao
- 机构: Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Fudan University
- 链接: https://arxiv.org/abs/2605.18524
- 论文页面: Interlayer electronic coherence links magnetism and superconductivity in Ruddlesden-Popper nickelates
总结: 本研究采用六端法对Ruddlesden-Popper镍酸盐双层与三层单晶进行高精度输运测量,自洽提取了面内与面外电阻率。结果发现,样品呈现强本征电子各向异性,面外电阻率表现出非单调温度依赖,揭示了普遍的层间相干至非相干渡越。在压力下,最大超导转变温度与环境压强下的电阻率各向异性成反比,表明更强的层间电子相干性有利于超导。此外,面外电阻率是磁性与密度波序的灵敏探针,而面内电阻率响应较弱。这些结果突出层间相干性作为关键调控参数,既追踪磁性关联,又与超导电性紧密相关,为镍基高温超导的微观理论提供了严格约束。
3. Enhanced $s^\pm$-wave superconductivity in electron-doped La$_3$Ni$_2$O$_7$
- 关联度评分:
5.3518 - 作者: Xun Liu, Chao Deng, Wenfeng Wu, Liang Si, Mi Jiang
- 链接: https://arxiv.org/abs/2605.17520
- 论文页面: Enhanced s^±-wave superconductivity in electron-doped La₃Ni₂O₇
总结: 本文利用第一性原理计算和大规模动力学团簇量子蒙特卡洛模拟,系统研究了电子掺杂对三种代表性体系(常压和15 GPa下的块体La₃Ni₂O₇,以及可实现电子掺杂的异质结La₃Ni₂O₇:La₃Al₂O₇)的s±波超导性质的影响。研究发现,电子掺杂普遍增强了所有三个体系中的s±波配对超导电性,其中异质结在欠掺杂区域展现出最高的超导转变温度。通过分析轨道分辨的配对场磁化率和本征矢,揭示了一种轨道间协作机制:dz²轨道上的配对会诱导dx²-y²轨道上产生配对,后者在低温下对超导起主导作用。这一工作预测了电子掺杂Ruddlesden–Popper型镍酸盐中可增强超导电性,并为未来的实验验证提供了理论依据。