本文采用基于第一性原理瓦尼尔函数的二轨道双层模型和连续格林函数方法，理论分析了超导双层镍酸盐薄膜的扫描隧道显微镜谱。研究发现，多轨道特性和瓦尼尔函数的空间各向异性导致局域态密度对针尖位置高度敏感：随着针尖高度增加，不同能带相干峰的相对权重发生显著变化，从而可通过距离依赖测量区分处于争议中的γ带与β带相干峰的轨道来源。此外，在含杂质的系统中，准粒子干涉图样能清晰分辨s波和d波超导序参量的对称性。该工作为实验上识别超导能隙的能带归属及配对对称性提供了明确的理论指导。
该研究通过结合密度泛函理论、Wannier紧束缚建模和旋转不变奴隶玻色子计算，系统探讨了超导材料La₅Ni₃O₁₁中插层La₂NiO₄（214）层的电子角色。针对嵌入的214层，基于PBE与HSE06泛函提取的实际电子参数构建了双轨道模型，并利用奴隶玻色子方法计算了其关联基态相图。结果显示，在现实的晶体场劈裂和库仑相互作用区间内，该层倾向于处于反铁磁绝缘态或能带绝缘态，而非顺磁金属态，其低能谱权重被完全压制。进一步分析包含La₃Ni₂O₇（327）块与214层的耦合模型时发现，层间杂化并不能在费米能级附近恢复任何源自214层的有效态密度。因此，La₅Ni₃O₁₁的低能电子结构主要由327块主导，插层的214层在电子学上保持惰性，不参与形成费米面。这一发现厘清了该混层镍氧化物的最小低能有效模型，并为理解插层Ruddlesden-Popper镍酸盐中的超导机制提供了统一图像。
该研究针对受过渡金属双层体系启发的四分之一空穴填充双轨道双层哈伯德模型，通过分子轨道基矢显式处理dz2轨道的强层间成键，并投影高能电子态，推导出描述电子自旋与层赝自旋耦合的低能有效库格尔-霍姆斯基哈密顿量。结合外斯平均场理论与广义味道波理论，研究揭示了丰富的基态相图，包括铁磁与反铁磁伴随层交错电荷密度相、具有自发层间量子相干性的层相干相，以及一种新颖的最大自旋-层纠缠相。该纠缠相源于自发破缺至O(3)的涌现O(4)对称性，其激发谱呈现三个纠缠的无隙戈德斯通模式。结果揭示了强关联双层体系中通过几何驱动机制实现复合纠缠的可能，并为理解双层镍酸盐超导体及其他多组分关联材料提供了具体的理论框架。
通过制备周期性纳米孔阵列将无限层镍酸盐超导薄膜（Nd0.8Sr0.2NiO2）构建为约瑟夫森结阵列，研究人员系统地增强了系统的相位涨落。在纳米图案化的薄膜中，宏观相位相干的减弱驱动了超导转变呈现两阶段特征，并最终趋向于电阻饱和的反常金属基态。电荷2e量子振荡的出现表明了阵列间的相干性，而零场磁电阻反常峰则标志着极端量子相位涨落持续至极低温度。值得注意的是，通过纳米图案化与磁场的协同增强，在Nd-镍酸盐中观测到超导各向异性反转，即面内临界场低于面外临界场，该各向异性的演化可能揭示了与集体电子态耦合的内禀交换塞曼场。这些结果阐明了超导如何响应相位涨落而演化，并确立了纳米图案化作为揭示强关联系统中隐藏交织序的有效范式。
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。
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研究人员制备了自由站立式 La₀.₈Sr₀.₂NiO₂ 薄膜，并利用金刚石对顶砧在高达 210 GPa 的超高压下进行电阻测量。实验发现，超导起始转变温度呈穹顶状演化：从常压下的约 16 K 开始，随压力升高而单调上升，至 146 GPa 时达到峰值 74.5 K，随后缓慢下降，在 210 GPa 时仍保持 57.4 K。通过导数分析和磁场抑制实验证实，这种转变温度的提高源于超导的内禀增强，而非过渡宽度的简单展宽。与 Nd₀.₈₅Sr₀.₁₅NiO₂ 膜的对比显示，两者在 60 GPa 以下均线性增压，斜率相近，但在更高压力下行为出现差异；然而两者最高起始温度均约 75 K，表明 NiO₂ 平面主导超导，而稀土 f 轨道磁矩的影响甚微。该工作首次在氧化物超导体中观察到如此宽压力范围内的鲁棒超导电性，说明无限层镍酸盐的配对强度在极端压缩下未受抑制，为理解非常规超导机制提供了重要线索。
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。
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。
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