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本研究采用外延生长的La2.82Sr0.18Ni2O7薄膜（超导转变温度约31.6 K），通过高场输运测量（最高58 T）系统表征了上临界场及其各向异性。近转变温度附近，超导呈现厚度限制的二维特征；冷却后，面外相干长度减小至小于薄膜厚度（6 nm），表明体系向本征三维体超导转变。基于Ginzburg-Landau模型分析，测得零温下面内和面外上临界场分别为82 T和45 T，各向异性比γ≈1.34，与块材Ruddlesden-Popper镍酸盐相当。低温下面内方向上临界场因自旋顺磁对破裂效应被强烈压制，接近Pauli极限（58 T），而面外方向几乎不受影响。这种各向异性Pauli限制解释了上临界场各向异性降低的现象，并支持薄膜中超导本质上是三维体超导的结论。结果凸显了自旋顺磁效应在决定该类镍酸盐高场超导相图中的关键作用。

受垂直电场可调控Ruddlesden–Popper双层镍酸盐La₃Ni₂O₇超导性质的启发，本研究采用动力学簇量子蒙特卡洛方法求解不平衡双轨道双层Hubbard模型。通过分析未掺杂、空穴掺杂及电子掺杂情形下电场诱导的配对对称性及其演化，发现源自d_{z²}轨道的s±波配对被抑制，同时层间d_{z²}轨道失配及电子向d_{x²-y²}轨道转移驱动了从s±波到d波的配对对称性转变。有趣的是，由d_{x²-y²}轨道产生的d波配对随电场强度呈现穹顶状行为。大规模多体计算与弱耦合方法的预期一致，为理解RP镍酸盐的超导机制提供了新见解。

该研究通过原子级精确合成、电输运测量、皮米级电子显微镜和同步辐射X射线衍射，系统探究了三层镍酸盐La₄Ni₃O₁₀薄膜的应变效应。尽管压缩外延应变能有效抑制母体密度波序并提升晶体对称性（如消除面外八面体旋转），但即使在最大压缩应变（-2.8%）下也未观测到超导电性。关键结构表征发现，压缩应变无法完全消除薄膜中特有的面内八面体旋转，这种旋转在每一三层单元的内层与外层中呈现层间不等效性，且持续存在。同步辐射X射线衍射显示面内旋转幅度随压缩应变单调减小，但未完全消失。相比之下，双层体系La₃Ni₂O₇中压缩应变能完全抑制所有八面体旋转从而诱导超导。该结果揭示了三层与双层体系的关键差异，表明单纯依靠外延应变工程无法实现三层镍酸盐的环境压力超导，需探索其他调控手段。

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本研究利用高亮度同步辐射X射线衍射对双层镍酸盐La₃Ni₂O₇的高质量单晶进行精确结构分析，通过大动态范围探测器成功解析了之前被忽略的弱衍射信号，这些信号的强度比主Bragg反射弱近四个数量级。这些观测证据表明，晶体中存在滑移镜面对称性破缺，导致其呈现极性结构（空间群Ima2），而非先前普遍采用的中心对称模型（Fmmm）。进一步的结构精修揭示了两个不等价镍位点，其Ni–O键长差异显著，结合键价和计算，表明镍位点电荷呈现棋盘状有序分布，并与氧八面体倾斜协同作用赋予晶体极性。该电荷有序相的结构与双层锰氧化物中的极化态类似。本研究确立了常压下La₃Ni₂O₇的极化电荷有序态，指出其与压力诱导的超导电性存在竞争关系，为理解双层镍酸盐中相竞争机制和压力超导起源提供了关键结构基础。

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