Emergent s+id Superconductivity from the Interplay between Electronic Correlations and Electron-Phonon Coupling in R₁₋ₓSrₓNiO₂

通过结合第一性原理计算与涨落交换-米格达-埃利阿什伯格理论,本文研究了无限层镍酸盐超导体中电子关联与电子-声子耦合的相互作用。研究发现,自旋涨落驱动Ni d_{x^2-y^2}轨道产生稳健的d波超导,而电子-声子耦合则在间隙轨道上诱导s波配对,二者协同形成s+id混合超导态。s波成分的涌现强烈依赖于载流子密度:中等电声耦合强度(λ=0.4)仅在电子密度n=0.9时稳定该混合态,在n=0.8时则无法实现。热力学极限下稳定s波所需的临界耦合约为0.6,但在有限尺寸体系中可降低至0.4。这些结果揭示,局部氧缺陷通过调制局域电子密度,可形成具有不同配对对称性的有限尺寸畴,从而为实验中观测到的空间非均匀超导能隙提供了微观解释,并强调了关联效应与电声耦合协同作用对镍酸盐超导配对对称性的关键影响。

energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS)

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Enhanced s^±-wave superconductivity in electron-doped La₃Ni₂O₇

通过第一性原理计算和大规模动态簇量子蒙特卡洛模拟,该工作系统研究了电子掺杂对三种代表性体系(常压与15 GPa下的块体La₃Ni₂O₇,以及异质结La₃Ni₂O₇:La₃Al₂O₇)的双轨道双层模型超导性质的影响。结果表明,电子掺杂普遍增强了s±波配对超导,其中异质结在欠掺杂区表现出最高的超导转变温度,甚至超过15 GPa加压下的块体样品。进一步分析发现了一种轨道间协同机制:d_{z²}轨道上的配对诱导了d_{x²-y²}轨道上的配对,后者在低温下逐渐占据主导,形成双轨道协作的超导不稳定性。这一结论在两种不同簇尺寸的模拟中均得到验证。该研究为电子掺杂Ruddlesden-Popper相镍酸盐中增强超导性提供了理论预测,并提出了异质结这一可行的实验实现路径,期待未来实验验证。

Enhancement of metallicity by Na doping in La₃Ni₂O₇+δ

本研究通过固相法合成了不同钠掺杂浓度的La₃₋ₓNaₓNi₂O₇₊δ多晶样品,利用X射线衍射、热重分析、磁化率和电阻率测量系统研究了其结构、热、磁和电输运性质。X射线衍射分析表明,当钠掺杂浓度x≥0.075时,样品会发生从‘327’ Amam相到‘4310’ Bmab相的结构转变,且晶格逐渐膨胀。电阻率测量显示,钠掺杂显著增强了金属性,同时密度波转变温度略微降低;施加外部压力可进一步抑制密度波转变,但低温绝缘行为对压力不敏感。这些结果揭示了钠替代镧引入的空穴掺杂能有效调控层状镍酸盐中竞争电子相,为理解元素替代和载流子掺杂在稳定高压超导相中的作用提供了关键实验依据。

epitaxial strain

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EuₓNd₁₋ₓNiO₂

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EuₓPr₁₋ₓNiO₂

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Evidence for charge and spin density waves in single crystals of La₃Ni₂O₇ and La₃Ni₂O₆

Evidence for charge and spin density waves in single crystals of La₃Ni₂O₇ and La₃Ni₂O₆

Evidence for Clean d-wave Superconductivity in Samarium Nickelates

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。

Evidence of Spin Density Waves in La₃Ni₂O_7-δ

The recently discovered superconductivity with critical temperature 𝑇𝑐 up to 80 K in the double-layer Nickelate La3⁢Ni2⁢O7−𝛿 under pressure has drawn great attention. Here, we report the positive muon spin relaxation (𝜇+⁢SR) study of polycrystalline La3⁢Ni2⁢O6.92 under ambient pressure. Zero-field 𝜇+⁢SR experiments reveal the existence of magnetic order in La3⁢Ni2⁢O6.92 with 𝑇𝑁=154 K. The weak transverse field 𝜇+⁢SR measurements reveal the bulk nature of magnetism. In addition, a small quantity of oxygen deficiencies can greatly broaden the internal magnetic field distribution sensed by muons.