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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，双层镍酸盐La₃Ni₂O₇的超导配对被揭示具有层次结构，主要配对源于Ni 3d({z^2})轨道的成键-反成键劈裂，而轨道杂化将超导关联重新分配到3d({x^2-y^2})通道，所得s±态对费米面拓扑变化具有鲁棒性，统一了此前不同理论观点。[2]基于有效d(_{x^2-y^2})轨道双层t-J模型，统一解释了氧化学计量、元素替代、压力及应变调控La₃Ni₂O₇超导转变温度的系列实验，发现Tc行为与过掺杂铜氧化物相似且呈粒子-空穴不对称性，并提出通过电子掺杂可进一步提高Tc。[3]则聚焦三层La₄Ni₃O₁₀，通过团簇精确对角化揭示了压力诱导的氧空穴态重新分布：常压下额外空穴定域于中心NiO₂层与层间O p_z轨道，高压下则重新分布至外层，强调了与双层镍酸盐的相似性，并提出了可能的电荷与自旋有序态。 本期论文投稿处理时间范围：2026-03-17 08:00 至 2026-03-17 08:00（北京时间）。 1. Hierarchical structure of primary and hybridization-induced superconducting correlations in bilayer nickelates 关联度评分: 5.7041 作者: Hiroshi Watanabe, Hirofumi Sakakibara, Kazuhiko Kuroki 链接: https://arxiv.org/abs/2603.13604 总结: 该研究采用变分蒙特卡洛方法对双层双轨道哈伯德模型进行非微扰计算，揭示了双层层状镍酸盐La₃Ni₂O₇中超导配对的层次结构。研究发现，主要配对相互作用源自Ni 3d({z^2})轨道的成键-反成键劈裂，而轨道杂化将超导关联重新分配到3d({x^2-y^2})通道，尽管该通道自身的内禀配对相互作用很弱。这种配对起源与超导关联来源的区别解释了为何两个轨道通道表现出相当的长程超导关联，且所得s±态对费米面拓扑变化（如α费米面片的消失）具有鲁棒性。该结果调和了此前关于配对机制的不同理论观点，表明超导关联的强度主要由低能态密度的轨道特征决定，而配对相互作用则源于双层结构中的轨道能级分离，突出了轨道杂化在多层层状超导体中稳定超导的关键作用。 2. A Unified Understanding of the Experimental Controlling of the T$_\text{c}$ of La$_3$Ni$_2$O$_7$ 关联度评分: 5.6220 作者: Zeyu Chen, Jia-Heng Ji, Yu-Bo Liu, Ming Zhang, Fan Yang 链接: https://arxiv.org/abs/2603.14519 总结: 该论文基于先前提出的有效d_{x^2-y^2}轨道双层t-J∥-J⊥模型，结合第一性原理计算输入的模型参数，通过奴隶玻色子平均场和密度矩阵重正化群方法，统一解释了通过氧化学计量、元素替代、压力或应变调控La₃Ni₂O₇超导转变温度（Tc）的一系列实验。模型发现，由于d_{x^2-y^2}轨道接近四分之一填充，其Tc调控行为与空穴掺杂的过掺杂铜氧化物类似。在掺杂依赖性上，系统呈现粒子-空穴不对称性：空穴掺杂使系统更过掺杂而抑制Tc，电子掺杂则相反，这解释了氧过量或Ca/Sr替代La导致的Tc抑制以及氧化学计量调控中的“半穹顶”行为。在相互作用依赖性上，Tc随层间反铁磁超交换相互作用J⊥变化，这解释了Sm/Nd替代La增强体材料Tc、体材料Tc-压力呈“直角三角形”关系以及薄膜中压应变增强Tc的实验现象。与弱耦合理论（Tc主要依赖于态密度）和d_{z^2}轨道主导的配对机制（Tc与d_{z^2}空穴密度成比例）相比，该模型提供了更自然统一的解释。论文进一步提出，通过不引入无序的电子掺杂（如用更高价元素替代La）可提高Tc。 3. Pressure induced redistribution of oxygen hole states in La$_{4}$Ni$_{3}$O$_{10}$ 关联度评分: 5.0901 作者: Guiwen Jiang, Liang Si, George A. Sawatzky, Mi Jiang 链接: https://arxiv.org/abs/2603.13808 总结: 通过密度泛函计算和包含局域交换与库仑相互作用的多轨道、多原子团簇精确对角化方法，该工作利用最小Ni₃O₁₄团簇探索了三层La₄Ni₃O₁₀的局域低能电子态。研究发现，在常压下，三个Ni名义上均为+2价时，两个额外空穴中的一个定域在中心NiO₂层，与d_{x²-y²}轨道形成张-莱斯单态；另一个空穴主要占据两个层间O p_z轨道的反键组合，进而与三个NiO₂层的d_{z²}轨道形成的面外三自旋极化子杂化。此时，面内自旋取向交替由外层d_{x²-y²}轨道承载，层间具有反铁磁关联，而中心层呈绝缘态且磁矩可忽略。然而在高压下，两个额外空穴分别集中于一个外层和内层，各自与d_{x²-y²}轨道形成张-莱斯单态，或与相邻团簇形成面内三自旋极化子。该研究强调了双层La₃Ni₂O₇与三层La₄Ni₃O₁₀之间的相似性，并基于团簇结果提出了可能的电荷与自旋有序态。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-03-17

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，研究以新发现的镍基超导体La₃Ni₂O₇为例，揭示了其一级结构相变背后的“轨道二聚化”机制。作者发现标准DFT及LDA+DMFT方法因忽略关键原子间关联而无法重现相变的突然性；通过构建包含低能活性轨道的多体有效哈密顿量并进行精确对角化，他们指出当Ni-O-Ni键角趋平时，层间Ni轨道间的强反铁磁超交换作用形成自旋单态键合，导致总能量急剧下降，在特定构型处产生新的局域能量极小值，与倾斜构型共存，完美解释了实验中观测到的一级相变特征及高低压结构共存现象。该机制不仅改变晶格键合性质，还定性改变低能电子结构（如超导电性的出现），所建立的DFT加多体修正计算框架为理解含开壳层d/f电子的离子材料的结构-电子性质关联提供了关键微观机理。 本期论文投稿处理时间范围：2026-03-16 08:00 至 2026-03-16 08:00（北京时间）。 1. Orbital dimerization-induced first-order structural phase transition: a case study in La$_3$Ni$_2$O$_7$ 关联度评分: 5.2320 作者: Xingchen Shen, Wei Ku 链接: https://arxiv.org/abs/2603.12924 总结: 该研究以新发现的镍基超导体La₃Ni₂O₇为例，揭示了其一级结构相变背后的“轨道二聚化”机制。作者指出，标准密度泛函理论（DFT）及考虑原子内关联的LDA+DMFT方法均无法重现该相变的突然性，因为这些方法忽略了关键的原子间关联。通过构建包含低能活性轨道的多体有效哈密顿量并进行精确对角化，他们发现当Ni-O-Ni键角趋于平直时，层间Ni轨道之间会产生强烈的反铁磁超交换作用，形成自旋单态键合，从而引起总能量急剧下降。这种能量降低在特定构型处产生新的局域能量极小值，与倾斜构型共存，完美解释了实验中观测到的一级相变特征，以及高低压结构的共存现象。该机制不仅改变了晶格键合性质，还导致低能电子结构定性变化（如超导电性的出现）。该工作建立的DFT加多体修正计算框架具有普适性，适用于含开壳层d/f电子的离子材料，为理解此类体系的结构与电子性质关联提供了关键微观机理。

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-03-16

今日速览： 今日的亮点工作聚焦于对Ruddlesden-Popper相双层镍酸盐超导机制与相图演化的多角度探讨。在[1]中，一篇综述系统总结了La₃Ni₂O₇薄膜在常压超导方面的突破性进展，强调了通过外延压应变实现超导相稳定、以及关于费米面拓扑结构的争议性ARPES结果，指出弱耦合理论预测了s±或d波配对可能，但关键问题尚未彻底解决。[2]则从理论出发，提出轨道空间双层模型（OSBM）并预测空穴掺杂的还原型La₃Ni₂O₆可能是一种新型超导体，其配对机制与La₃Ni₂O₇截然不同——在incipient-band情形下由轨道间相互作用驱动产生s±波超导，为镍酸盐超导家族开辟了全新的理论方向。[3]的实验工作揭示了压缩应变双层镍酸盐薄膜中超导半圆顶的普遍存在，通过对氧化学计量的精细调控，发现氧空位引入的强散射导致颗粒状超导-绝缘体转变而超导起始温度不变，而间隙氧主要影响载流子浓度，这一相图特征在不同稀土组合和碱土掺杂样品中均一致出现，为理解电子不均匀性与超导涌现的关联提供了关键实验依据。 本期论文投稿处理时间范围：2026-03-13 08:00 至 2026-03-13 08:00（北京时间）。 1. Progress of ambient-pressure superconductivity in bilayer nickelate thin films 关联度评分: 5.8699 作者: Wenyuan Qiu, Dao-Xin Yao 链接: https://arxiv.org/abs/2603.11235 总结: 这篇综述总结了双层镍酸盐La₃Ni₂O₇薄膜在常压超导方面的最新进展。通过外延应变工程，利用SrLaAlO₄等衬底提供的压应变，成功在常压条件下稳定了超导相，这与块材高压超导的发现形成重要突破。实验表征方面，角分辨光电子能谱(ARPES)测量揭示了存在争议的费米面拓扑结构，不同研究组的观测结果有所差异，这可能源于薄膜生长条件的差异。在提高超导转变温度(Tc)方面，通过增大压应变和优化生长技术（如巨型氧化原子层外延），可使Tc达到约60K。理论研究聚焦于电子结构和配对对称性，弱耦合方法（如随机相位近似和泛函重整化群）预测了s±波或d波配对，而重整化平均场理论则指出节点d波配对的可能性。然而，费米面上电子袋在超导中的具体作用、晶格比与Tc的关系等关键问题尚未完全阐明。这些进展表明双层镍酸盐薄膜是一个高度可调且极具前景的高温超导研究平台。 2. Theoretical proposal of superconductivity in hole-doped reduced bilayer nickelate La3Ni2O6: a manifestation of orbital-space bilayer model with incipient bands 关联度评分: 5.5409 作者: Shu Kamiyama, Reo Kohno, Yuto Hoshi, Kensei Ushio, Daiki Nakaoka, Hirofumi Sakakibara, Kazuhiko Kuroki 机构: Tottori University, The University of Osaka 链接: https://arxiv.org/abs/2603.11771 总结: 本研究将多轨道Hubbard模型与双层Hubbard模型建立对应，提出轨道空间双层模型（OSBM），其中轨道能级差ΔE的作用类似于真实空间双层模型中的层间跃迁，且超导在incipient-band区域得到增强。基于此，理论预测在适当空穴掺杂下，还原型双层镍酸盐La₃Ni₂O₆可作为OSBM超导体候选。通过第一性原理构建紧束缚模型，发现由于缺乏外部顶角氧，Ni的d_{x²-y²}轨道与其他d轨道之间存在大的ΔE。利用涨落交换近似计算表明，在incipient-band情形下，由轨道间相互作用驱动可产生s±波超导电性，超导能隙函数在d_{x²-y²}带与其他d轨道带之间变号。同时，研究还考察了原子替代和压力下晶体结构的能量与动力学稳定性。尽管La₃Ni₂O₇与La₃Ni₂O₆化学式相似，但该工作指出后者可能实现完全不同的配对机制。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-03-13

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]中，Zhou等人通过巨大氧化原子层外延法在常压下实现(La,Pr)₃Ni₂O₂薄膜约63 K的超导起始温度，并发现超导增强与奇异金属行为（α≈1）紧密关联，其强层间耦合显著优于铋系铜氧化物。[2]中，Wang等人对La₂.₈₂Sr₀.₁₈Ni₂O₇薄膜的高场输运研究揭示了面内上临界场受Pauli顺磁极限（约58 T）强烈压制，各向异性比γ≈1.34，支持该体系为三维体超导，凸显自旋顺磁效应在决定高场相图中的关键作用。[3]中，Sanchez-Manzano等人通过涡旋相图刻画无限层Pr₀.₈Sr₀.₂NiO₂薄膜的超导维度，发现低无序时为准二维涡旋液体-玻璃转变，无序增强则驱动体系进入纯二维态，确立无序度为关键调控参数。三篇工作分别从超导提升机制、顺磁对破裂极限和涡旋维度调控等角度，共同揭示了镍基超导中维度、层间耦合与反常正常态行为的内在关联。 本期论文投稿处理时间范围：2026-03-12 08:00 至 2026-03-12 08:00（北京时间）。 1. Superconductivity onset above 60 K in ambient-pressure nickelate films 关联度评分: 5.5026 作者: Guangdi Zhou, Heng Wang, Haoliang Huang, Yaqi Chen, Fei Peng, Wei Lv, Zihao Nie, Wei Wang, Qi-Kun Xue, Zhuoyu Chen 机构: Tsinghua University, Shanghai Jiao Tong University, Southern University of Science and Technology, Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area 链接: https://arxiv.org/abs/2512.04708 总结: 本研究采用巨大氧化原子层外延法，在极端非平衡条件下于SrLaAlO4衬底上生长(La,Pr)3Ni2O7薄膜，实现了常压下约63 K的超导起始转变温度，零电阻温度达约37 K，抗磁信号起始约23 K。该方法通过高温和原位充分氧化克服了亚稳态超导相的结构不稳定性，X射线衍射和扫描透射电镜证实薄膜具有大范围晶态纯度。输运测量显示正常态电阻温度幂律指数α从低起始转变温度样品的费米液体行为（α≈2）向高起始转变温度样品的奇异金属行为（α≈1）系统演化，直接将增强的超导性与非费米液体行为关联。互电感技术绘制的涡旋熔化相图揭示二维熔化极限被抑制至近零，层间耦合强度显著强于铋系铜氧化物。这些结果表明镍酸盐是常压下具有强层间耦合的奇异金属高温超导体。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-03-12

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。其中，两项系统性的μ子自旋旋转与电阻率研究，分别针对三层La₄Ni₃O₁₀和双层La₃Ni₂O₇中的密度波序，通过压力调控与氧同位素替代，揭示了自旋密度波与电荷密度波的内在交织本质及其不同的微观起源——前者主要源于电子关联，后者则显著受电子-声子耦合驱动，并指出压制CDW序可能是实现高压超导的关键。这些结论为理解Ruddlesden-Popper镍酸盐中高压超导的配对机制提供了重要约束。此外，一篇理论框架文章从离子键主导的O-/M桥连载流子配对出发，统一解释了铜氧化物与镍氧化物中室温以上的配对图像，并列举32项实验证据论证其普适性；另一项基于ARPES谱标度的研究则发现包括La₃Ni₂O₇在内的多种强关联材料在边际动力学区域呈现普适光谱坍塌，表明非相干电子态具有普适动力学起源。这两项工作虽非完全聚焦于镍酸盐，但分别为其超导配对机制的微观图像以及光谱特征的统一理解提供了交叉支撑。 本期论文投稿处理时间范围：2026-03-11 08:00 至 2026-03-11 08:00（北京时间）。 1. Effect of Pressure and Oxygen-Isotope Substitution on Density-Wave Transitions in La$_4$Ni$_3$O$_{10}$ 关联度评分: 5.4140 作者: Rustem Khasanov, Vahid Sazgari, Thomas J. Hicken, Igor Plokhikh, Marisa Medarde, Ekaterina Pomjakushina, Lukas Keller, Vladimir Pomjakushin, Marek Bartkowiak, Szymon Królak, Michał J. Winiarski, Alexander Steppke, Jonas A. Krieger, Hubertus Luetkens, Tomasz Klimczuk, Christof W. Schneider, Dariusz J. Gawryluk, Zurab Guguchia 链接: https://arxiv.org/abs/2503.04400 总结: 通过μ子自旋旋转/弛豫和电阻率测量，结合氧同位素替代，系统研究了三层Ruddlesden-Popper镍酸盐La₄Ni₃O₁₀中密度波转变的压力和同位素效应。常压下观察到两个不相称自旋密度波（SDW）转变，分别发生在132 K和80-90 K；磁结构显示外层两个Ni层呈反铁磁耦合SDW序，内层磁矩较小，且在T以下磁矩出现c轴分量。TSDW处内场突现表明SDW转变类似于一级相变，并与同一温度发生的电荷密度波（CDW）紧密交织。施加压力后，TSDW、T和TCDW均以约-13 K/GPa的速率均匀抑制，不同于双层La₃Ni₂O₇中压力增大SDW与CDW间距的行为。¹⁶O→¹⁸O替代使TCDW升高；在CDW与SDW交织区域，TSDW亦呈现显著同位素效应且与TCDW位移相近，而在T*处SDW独立演化时则无同位素效应。这些结果揭示了La₄Ni₃O₁₀中SDW与CDW的强交织本质，并指出压力诱导CDW序的抑制可能是Ruddlesden-Popper镍酸盐中高压超导的关键机制。 ...

nickelate superconductors 领域 arXiv 论文日常推送 2026-03-11