今日速览： 今日的亮点工作聚焦于从多维度揭示镍酸盐超导体的内禀电子结构与配对机制。在超导双层镍氧化物薄膜中，研究[1]通过共振X射线散射与光谱技术，明确了超导电性与自旋密度波序在空间上相分离，并提出了一种新颖的层间五自旋极化子态，由Ni(d⁸)-O(L)-Ni(d⁸)构型锁定面外轨道电荷与自旋，使面内轨道接近半满，从而阐释了氧化学计量比对层间耦合和电子基态的关键调控作用。针对三层镍氧化物La₄Ni₃O₁₀，研究[2]的理论计算表明，压力可诱导额外空穴从顶点氧转移至平面氧，形成能自由传播的面内三自旋极化子型准粒子，为高压相超导电性的出现提供了自然的微观机制。此外，研究[3]利用超快太赫兹光谱在无限层钐镍氧化物薄膜中观测到超流密度的线性温度响应，提取出干净的d波配对能隙，并确认体系处于弱耦合的干净极限，这直接证明了镍基超导体与铜氧化物高温超导体在配对对称性上的深刻相似性。 本期论文投稿处理时间范围：2026-06-12 08:00 至 2026-06-12 08:00（北京时间）。

1. Interlayer Five-Spin Polaron in Superconducting Bilayer Nickelates

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  • 作者: Jiarui Li, Christopher T. Parzyck, Eder G. Lomeli, Yidi Liu, Taehun Kim, Heemin Lee, Zengqing Zhuo, Eun Kyo Ko, Yaoju Tarn, Cheng-Tai Kuo, Ronny Sutarto, Chunjing Jia, Vivek Thampy, Jonathan Pelliciari, Wanli Yang, Brian Moritz, Yijun Yu, Jun-Sik Lee, Valentina Bisogni, Thomas P. Devereaux, Harold Y. Hwang, Wei-Sheng Lee
  • 机构: University of Florida, Stanford University, Lawrence Berkeley National Laboratory, Brookhaven National Laboratory, Canadian Light Source, SLAC National Accelerator Laboratory
  • 链接: https://arxiv.org/abs/2605.02891
  • 论文页面: Interlayer Five-Spin Polaron in Superconducting Bilayer Nickelates

总结: 本研究利用共振X射线散射与光谱技术，在超导双层镍氧化物薄膜La₂PrNi₂O₇中探究自旋密度波(SDW)序与超导电性的关系。通过对比超导和氧缺陷样品，发现SDW仅存在于缺氧区域，而化学计量比完好的区域无SDW且呈现超导，表明两者在空间上相分离。Ni-L₃和O-K边光谱揭示，氧含量沿c轴显著改变电子结构，尤其是层间耦合。基于实验与理论，我们提出在层间顶角氧上形成配体空穴，构成稳定的层间五自旋极化子态，其中Ni(d⁸)-O(L)-Ni(d⁸)构型锁定了面外3dz²轨道的电荷与自旋，使面内3dx²-y²轨道接近半满，类似铜氧化物超导体的d⁹基态。该发现阐明了氧化学计量比是调控层间耦合和电子基态的关键参数，为理解双层镍氧化物超导机制提供了新视角。

2. Pressure induced redistribution of oxygen hole states in La$_{4}$Ni$_{3}$O$_{10}$

总结: 采用密度泛函计算和多轨道、多原子团簇严格对角化方法，通过最小Ni₃O₁₄团簇研究了三层镍氧化物La₄Ni₃O₁₀的低能电子态。常压下，两个额外空穴中一个局域在中心NiO₂层的d_(x²-y²)轨道形成张-瑞斯单态，另一个主要占据层间顶点氧p_z的反键组合并与三层d_(z²)轨道构成的面外三自旋极化子杂化。高压下，两个额外空穴分别集中在一个外层和内层，均与d_(x²-y²)轨道形成张-瑞斯单态。结果表明，空穴从顶点氧转移至外层平面氧可产生面内三自旋极化子型准粒子，作为由层间超交换耦合的移动载流子，而面间三自旋极化子态则可能提供配对媒介。低压相缺乏自由传播的面内准粒子，因而该机制自然支持高压相中的超导电性。

3. Evidence for Clean d-wave Superconductivity in Samarium Nickelates

总结: 利用超快太赫兹光谱技术，对Tc为20 K的无限层钐镍氧化物薄膜进行了光学泵浦-太赫兹探测实验，测量光致电导随温度的变化。在弱激发下，光致破坏的超流密度与平衡态超流密度成正比，其随温度升高呈线性下降，符合干净极限d波配对特征。从该线性关系提取出超导能隙为2.5 meV，2Δ/kTc约等于3，表明体系处于弱耦合区间。同时，独立估算得到平均自由程与相干长度之比(l/ξ)约为1.5，进一步确认干净极限行为。这些结果证明镍氧化物超导体可实现干净超导态，并揭示其配对机制与铜氧化物高温超导体存在密切相似性。