我科学家取得镍基超导体机理研究突破

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近日，物理学期刊《物理评论快报》刊登中山大学物理学院姚道新教授团队成果，该团队在国际上首次提出了双层镍氧超导体的多轨道模型，并分析了其电磁性质。这一成果对于理解新型镍基超导体的微观图像和超导机理起到了重要作用。这标志着继全球率先发现新型双层镍氧化物超导体后，中国科学家又在其机理研究上做出领先成果。

超导材料具有绝对零电阻、完全抗磁性和宏观量子隧穿效应的特殊性质，具有重要的科学和应用价值，是国际上重要的科学前沿。此前，中山大学王猛教授团队首次发现液氮温区镍氧化物超导体La3Ni2O7，引发学界新一轮高温超导研究热潮。

“其意义不仅在于这是继铜氧化物之后一种全新的高温超导体系，更在于通过比较研究，有可能推动科学家破解高温超导机理，设计新的更多更容易应用的高温超导材料，进而实现更加广泛的应用。”王猛说。

姚道新团队率先开始破译镍氧化物的超导机理。该论文利用密度泛函理论对高压相的双层镍氧超导体进行了系统性计算，建立了一个双层两轨道模型，准确地反映了费米面和电子能带，表明了层间的强关联特性，分析了镍氧化物超导配对的关键因素。在此基础上，团队进一步考虑了氧的轨道贡献，并提出了一个高能的11轨道模型，有助于分析镍的超交换过程和氧的掺杂效应。这对于理解双层镍氧超导体的微观图像和超导机理起到了十分重要的作用，为镍氧超导体从实验研究到后续的理论研究搭建了桥梁。

中山大学物理学院博士研究生罗志辉、胡训武为论文的共同第一作者，教授姚道新为论文通讯作者，副教授吴为参与了理论工作，教授王猛进行了实验和理论的合作。（记者吴春燕 通讯员李建平、朱嘉豪）