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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 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 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。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-05-29

今日速览： 今日的亮点工作聚焦于对混合型Ruddlesden-Popper镍酸盐电子结构的深入理解。在[1]中，一项基于第一性原理与涨落交换近似（FLEX）的理论研究系统分析了La₃Ni₂O₇薄膜在不同衬底（LSAT、LAO、SLAO）下的晶体结构、电子结构及超导配对性质。通过构建两轨道双层Hubbard模型并考虑+U修正，发现尽管电子结构（如γ-pocket的存在与否）依赖于晶体结构和计算细节，s±波配对对称性始终保持鲁棒，且该鲁棒性源于有限能量自旋涨落介导的配对作用，其对费米面拓扑不敏感。然而，薄膜超导转变温度（约40 K）相比加压块体（约80 K）减半的现象，仅在使用实验晶体结构导出的小层间跳跃积分（|t⊥|）的模型中得到解释，揭示了晶格结构对Tc的关键影响。该工作为理解镍基超导薄膜中结构与超导性的关联提供了重要理论视角。 本期论文投稿处理时间范围：2026-05-27 08:00 至 2026-05-27 08:00（北京时间）。 1. Theoretical study on ambient pressure superconductivity in La$_3$Ni$_2$O$_7$ thin films : structural analysis, model construction, and robustness of $s\pm$-wave pairing 关联度评分: 5.5377 作者: Kensei Ushio, Shu Kamiyama, Yuto Hoshi, Ryota Mizuno, Masayuki Ochi, Kazuhiko Kuroki, Hirofumi Sakakibara 链接: https://arxiv.org/abs/2506.20497 总结: 本研究采用基于第一性原理的结构优化和涨落交换近似（FLEX）方法，系统分析了La₃Ni₂O₇薄膜在不同衬底（LSAT、LAO、SLAO）下的晶体结构、电子结构及超导配对性质。通过构建理论优化和实验测定的晶体结构对应的两轨道双层Hubbard模型，并考虑+U修正，发现电子结构（如γ-pocket的存在与否）因晶体结构和计算细节而异，但s±波配对对称性始终保持鲁棒。该鲁棒性归因于有限能量自旋涨落介导的配对作用，它对费米面拓扑不敏感，并在轨道表示中产生近乎动量无关的层间d₃z²-r²配对能隙。然而，薄膜超导转变温度（约40 K）相比加压块体（约80 K）减半的现象，仅在采用实验晶体结构导出的小层间跳跃积分（|t⊥|）的模型中得到解释，表明晶格结构对Tc的关键影响。研究指出，尽管FLEX方法内小|t⊥|模型能解释Tc降低，但尚不能排除其他微观机制的可能性。

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-05-27

今日速览： 今日的亮点工作聚焦于对混合型Ruddlesden-Popper镍酸盐电子结构的深入理解。[1]通过高压高温光谱学揭示了La₃Ni₂O₇中结构倾斜消失与金属性跃迁的关联，发现高对称无倾斜相虽伴随超导出现，但并非充分条件。[2]利用双轨道模型与DMRG计算，阐明了常压下(π/2, π/2)自旋条纹源于Hund耦合与层间反铁磁耦合在准一维之字链中的协同作用，并指出该模型在高压相中可增强层间配对。同时，[3]聚焦超导配对与3d_{z²}轨道填充的关系，数值表明该轨道巡游性有利于超导，而电荷序与之竞争。在无限层镍酸盐领域，[4]基于第一性原理与FLEX分析指出，压力缓解了过度电子关联从而增强自旋涨落，是自由站立Nd₀.₈₅Sr₀.₁₅NiO₂膜中T_c提升的关键机制。这些工作共同推进了对镍基超导微观起源的理解。 本期论文投稿处理时间范围：2026-05-26 08:00 至 2026-05-26 08:00（北京时间）。 1. Metallic crossover through the tilt-free transition in La$_3$Ni$_2$O$_7$ at high pressure and temperature 关联度评分: 5.8237 作者: Bastien Michon, Yingpeng Yu, Beatrice D’Alò, Elena Stellino, Gergely Németh, Bosen Wang, Jianping Sun, Jinguang Cheng, Paolo Postorino, Ferenc Borondics, Francesco Capitani 链接: https://arxiv.org/abs/2605.01651 总结: 这篇论文采用高压高温拉曼光谱和同步辐射红外反射光谱，系统研究了双层镍氧化物La₃Ni₂O₇在压力与温度下的结构转变和电子性质变化。拉曼测量确认了从倾斜的Amam相到无倾斜的Fmmm（或I4/mmm）相的压力驱动结构转变，并在约6 GPa以上观察到Fano线形，表明电声子耦合增强。高温实验还发现该结构转变在常压下存在一个此前未报道的上限温度544 K。红外反射率测量显示，在结构转变过程中载流子密度提升了近两个数量级，标志着体系从弱金属态向高金属态的交叉。这些结果不仅建立了结构转变与电子性质之间耦合的统一图像，也揭示了无倾斜相的出现与超导电性在6–7 GPa以上同时发生的关联，表明高对称性和高金属性是超导电性的重要前提，但并非充分条件。 2. Origin of Spin Stripes in Bilayer Nickelate La$_3$Ni$_2$O$_7$ 关联度评分: 5.8068 作者: Hao-Xin Wang, Hanbit Oh, Tobias Helbig, Bai Yang Wang, Jiarui Li, Yijun Yu, Harold Y. Hwang, Hong-Chen Jiang, Yi-Ming Wu, S. Raghu 机构: SLAC National Accelerator Laboratory, The Chinese University of Hong Kong, Johns Hopkins University, Stanford University 链接: https://arxiv.org/abs/2509.25344 总结: 本研究针对双层镍酸盐La₃Ni₂O₇在常压下出现的(π/2, π/2)自旋条纹序，提出了一个忠实反映晶体对称性的微观哈密顿量模型。该模型包含Ni的dz²和dx²-y²轨道，考虑了Hund耦合J_H和层间反铁磁耦合J_⊥，并通过大规模密度矩阵重正化群（DMRG）计算发现：在常压的Amam相中，由于dx²-y²轨道存在强弱交替的跳迁（t′<t），系统形成隐藏的准一维之字链，较大的J_H通过双交换机制使链内呈铁磁序，而弱跳迁则诱导链间反铁磁耦合，最终产生与实验一致的(π/2, π/2)自旋条纹；在高压或压应变下的高对称Fmmm/I4/mmm相（t′=t）中，当J_⊥足够大时，模型表现出增强的层间配对倾向。研究表明，Hund耦合J_H和层间耦合J_⊥分别是调控磁序和配对趋势的关键微观要素，为理解该材料中常压自旋条纹的起源及高压超导机制提供了统一的理论框架。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-05-26

今日速览： 今日的亮点工作聚焦于对Ruddlesden-Popper型镍酸盐超导的多维度探索。一项实验研究通过外延稳定技术成功制备Pr$_3$Ni$_2$O$_7$薄膜，并在高压下观测到超导电性，起始转变温度高达66 K，且发现超导所需临界压力随稀土离子半径减小而增大，为拓展双层镍酸盐超导家族提供了新路径。另一方面，理论计算揭示电子掺杂可普遍增强La$_3$Ni$_2$O$_7$的$s^\pm$波配对超导，并提出了异质结这一可行的实验实现途径，其中轨道间协同机制是双轨道协作超导不稳定的关键。此外，在方法学层面，一项工作将DFT+U与有限位移法结合，系统评估了Hubbard修正对无限层镍酸盐LaNiO$_2$电子-声子相互作用的影响，发现耦合强度不足以解释实验观测的超导温度，强调了费米面拓扑与关联效应对电子-声子耦合的关键作用。 本期论文投稿处理时间范围：2026-05-21 08:00 至 2026-05-21 08:00（北京时间）。 1. Pressure-induced superconductivity in epitaxially-stabilized Pr$_3$Ni$_2$O$_7$ films 关联度评分: 5.5961 作者: Motoki Osada, Chieko Terakura, Hsiao-Yi Chen, Akiko Kikkawa, Masamichi Nakajima, Ryoma Asai, Jean-Baptiste Morée, Yusuke Nomura, Ryotaro Arita, Yoshinori Tokura, Atsushi Tsukazaki 机构: The University of Tokyo, RIKEN, Tohoku University 链接: https://arxiv.org/abs/2605.20653 总结: 本研究通过外延稳定技术在LaAlO3衬底上成功制备了Pr3Ni2O7薄膜，突破了该化合物在块材中难以合成的热力学稳定性限制。常压下，无论是否经过臭氧退火处理，Pr3Ni2O7薄膜均表现出绝缘行为；但在22 GPa的高压下，薄膜呈现出T线性的金属输运特性，并出现超导电性，起始超导转变温度（Tc onset）达66 K，零电阻温度约40 K。进一步研究发现，采用更小稀土离子Nd的Nd3Ni2O7薄膜虽可被外延稳定，但在所测压力范围内未观察到超导。通过对La、Pr、Nd三种Ln3Ni2O7薄膜的比较，发现超导所需的临界压力Pc随Ln离子半径减小而增大，这一趋势与块材中Ln替代的研究结果一致。该工作表明，外延稳定技术是拓展双层镍酸盐超导家族的有效手段，为探索新型超导材料提供了重要途径。 2. Enhanced $s^\pm$-wave superconductivity in electron-doped La$_3$Ni$_2$O$_7$ 关联度评分: 5.3518 作者: Xun Liu, Chao Deng, Wenfeng Wu, Liang Si, Mi Jiang 链接: https://arxiv.org/abs/2605.17520 总结: 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。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-05-21

今日速览： 今日的亮点工作聚焦于对混合型Ruddlesden-Popper镍酸盐电子结构和磁序的深入理解，并揭示了实现体超导的新路径。在[1]中，理论研究表明常压下对双层镍酸盐La₃Ni₂O₇进行空穴掺杂，可诱导出近乎完美的费米面嵌套，从而显著增强反铁磁自旋涨落，使超导转变温度达到实验可观测水平，为无需高压或应变的体超导提供了可行路线。[2]通过自旋极化扫描隧道显微镜对三层镍酸盐La₄Ni₃O₁₀中的条纹序进行了实空间成像，发现其周期性及能隙特征与铜氧化物高温超导体高度相似，并首次观测到由隧穿电子触发的原子尺度条纹动力学，为理解镍基超导配对机制提供了关键线索。[3]则针对RP镍酸盐中自旋密度波序的磁性本质，发展了一个统一的巡游描述框架，指出La₃Ni₂O₇和La₄Ni₃O₁₀中的磁性源于镜像选择性的能带间散射，而非局域磁矩，从而修正了对有效交换相互作用的传统认知。 本期论文投稿处理时间范围：2026-05-20 08:00 至 2026-05-20 08:00（北京时间）。 1. Nearly perfect Fermi surface nesting in hole-doped La$_3$Ni$_2$O$_7$ enables bulk superconductivity without pressure or strain 关联度评分: 5.7680 作者: Chengliang Xia, Jiale Chen, Hongquan Liu, Hanghui Chen 链接: https://arxiv.org/abs/2605.19297 总结: 本研究通过结合密度泛函理论、动力学平均场理论和随机相位近似，求解了常压下空穴掺杂双层镍酸盐La₃₋ₓSrₓNi₂O₇的超导能隙方程。结果发现，空穴掺杂诱导了Ni-d₃z²₋r²轨道衍生的γ费米口袋，且掺杂量x可调控该口袋的尺寸与形状；当x接近0.4时，γ口袋从圆形演变为菱形并扩展至布里渊区的一半，形成近乎完美的费米面嵌套（最优嵌套矢量Q=(π,π)），从而显著增强反铁磁自旋涨落，使超导本征值大幅提升至实验可观测水平。该工作揭示了无需高压或应变即可在La₃Ni₂O₇中实现体超导电性的机制与实验可行路线。 2. Imaging stripe dynamics in trilayer nickelate La$_4$Ni$_3$O$_{10}$ 关联度评分: 5.3834 作者: Uladzislau Mikhailau, Luke Rhodes, Siri A. Berge, Matthias Hepting, Masahiko Isobe, Carolina A. Marques, Pascal Puphal, Peter Wahl 机构: University of St Andrews, Universität Bonn, Max-Planck-Institute for Solid State Research 链接: https://arxiv.org/abs/2605.18954 总结: 该研究利用自旋极化扫描隧道显微镜对三层镍酸盐La₄Ni₃O₁₀中的条纹序进行了实空间成像，揭示了其局域磁性和电荷分布。实验发现，该条纹序具有四倍单胞的周期性，与铜氧化物高温超导体中的条纹序高度相似，并在费米能级附近打开了一个约66 meV的近完全能隙。更重要的是，当隧穿电子能量超过约20 meV的阈值时，可以触发离散的相位滑移，从而实现了原子尺度上的条纹动力学成像。这些结果强调了关联物理在驱动镧镍酸盐中类似条纹序中的关键作用，并显示出其与铜氧化物超导体惊人的相似性，为理解镍基超导体的配对机制提供了重要线索。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-05-20