今日速览: 今日的亮点工作聚焦于对镍基超导体系中电子掺杂策略与高场行为的突破性探索。在[1]中,第一性原理计算系统评估了在双层Ruddlesden–Popper La₃Ni₂O₇薄膜中通过四价元素替代实现电子掺杂的可行性,明确指出锆、铪和钍可有效引入电子载流子,并增强Ni的d_{z²}轨道层间跳跃,有望提升超导转变温度,为澄清配对机制争议提供了关键候选掺杂路径。与此同时,[2]在无限层镍酸盐薄膜中观测到由高场稳定的再入超导态,转变温度高达40 K,其相图可通过Jaccarino-Peter场补偿机制完美拟合,表明掺入的Eu²⁺离子提供的内交换场有效抑制了泡利顺磁对破坏,这是首次在高温超导体中实现此类强场稳定超导,为探索极端磁场下的超导应用开辟了新方向。 本期论文投稿处理时间范围:2026-05-29 08:00 至 2026-05-29 08:00(北京时间)。
1. Electron Doping of $\mathrm{La_3Ni_2O_7}$ Thin Films: Candidate Metal Dopants and Their Potential Impact on Superconductivity
- 关联度评分:
5.3636 - 作者: Shi-Cong Mo, Wéi Wú
- 链接: https://arxiv.org/abs/2605.30297
- 论文页面: Electron Doping of La₃Ni₂O₇ Thin Films: Candidate Metal Dopants and Their Potential Impact on Superconductivity
总结: 本研究采用第一性原理密度泛函理论计算,系统探讨了在双层Ruddlesden–Popper镍氧化物La₃Ni₂O₇薄膜中通过四价元素替代实现电子掺杂的可能性。结果表明,与铜氧化物不同,铈(Ce)掺杂难以有效向低能带引入电子载流子;而锆(Zr)、铪(Hf)和钍(Th)则可作为高效的电子掺杂剂。这些元素替代能显著增强Ni的d_{z²}轨道之间的层间跳跃积分t⊥,进而可能提升层间超交换耦合J⊥,从而潜在提高超导转变温度T_c。利用约束随机相位近似(cRPA)评估了相互作用参数。该工作识别了实现电子型掺杂La₃Ni₂O₇的候选掺杂元素,为澄清该体系中关于配对机制的持续争论提供了途径。
2. High-field-stabilized reentrant superconductivity in infinite-layer nickelate thin films
- 关联度评分:
5.0271 - 作者: Km Rubi, King Yau Yip, Elizabeth Krenkel, Nurul Fitriyah, Xing Gao, Saurav Prakash, S. Lin Er Chow, Tsz Fung Poon, Mun K. Chan, David Graf, A. Ariando, Neil Harrison
- 链接: https://arxiv.org/abs/2508.16290
- 论文页面: High-field-stabilized reentrant superconductivity in infinite-layer nickelate thin films
总结: 传统磁场会通过泡利与轨道效应抑制超导,但本文在无限层镍酸盐薄膜(SECNO)中发现了高场稳定的再入超导态,其超导转变温度可高达40 K。通过电阻测量与磁场-温度相图分析,样品在低场与高场下均呈现超导态,且高场超导态在磁场旋转至面内时与低场态合并,并在高达65 T的磁场下仍保持零电阻。该行为可由Jaccarino-Peter场补偿机理解释:掺入的Eu²⁺离子产生负内交换场,部分抵消外磁场,从而抑制泡利对破坏。基于含内交换场的WHH模型成功拟合了相图,并提取出交换场(~70 T)等关键参数。X射线吸收谱证实约67%的Eu为+2价,与模型一致。相比以往仅见于低Tc材料的磁场诱导超导,本研究在高温超导体中实现了显著增强的上临界场,为开发强磁场下的超导器件提供了新途径。