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中山大学/清华大学王猛/张广铭团队Nature: 高压下镍酸盐在80 K附近的超导特征

时间：2023-07-13 来源： 浏览：

中山大学/清华大学王猛/张广铭团队Nature: 高压下镍酸盐在80 K附近的超导特征

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2023年7月12日，Nature在线发表了中山大学王猛教授和清华大学张广铭教授 课题组的研究论文，题目为《 Signatures of superconductivity near 80 K in a nickelate under high pressure 》。

铜酸盐中的高转变温度（高Tc）超导性已经被发现了30多年，但其潜在的机制仍然是一个谜。 铜酸盐 是唯一一个拥有体相超导性的非常规超导家族，其Tc高于77 K的液氮沸腾温度 。在此研究中，在高压电阻和互感磁化率测量中，作者 在14.0-43.5 GPa的压力下 观察到 La 3 Ni 2 O 7 单晶的超导特征， 最大Tc为80 K 。高压下的超导相表现出Fmm空间群的正交结构，Ni阳离子的 3d x2 −y2 和3 d z2 轨道与氧的2p轨道强烈混合。密度泛函理论（DFT）计算表明， 超导性与费米能级下σ键能带的金属化同时出现 ， 由3 d z2 轨道和顶端氧连接Ni-O双层组成 。因此，这项研究发现不仅揭示了Ruddlesden-Popper双层钙钛矿 镍酸盐 中 高Tc 的重要线索，而且为研究高温超导机制提供了一个新的化合物家族。

图1  压力下 La 3 Ni 2 O 7 的结构表征
图2  La 3 Ni 2 O 7 在1.6和29.5 GPa下的密度泛函理论计算
图3 La 3 Ni 2 O 7 单晶在压力下的超导转变

图4  La 3 Ni 2 O 7 单晶的高温超导性相图

【 论文链接 】
Sun, H., Huo, M., Hu, X. et al. Signatures of superconductivity near 80 K in a nickelate under high pressure. Nature , 2023 . https://doi.org/10.1038/s41586-023-06408-7

【其他相关文献】

[1]  Li, D., Lee, K., Wang, B.Y. et al. Superconductivity in an infinite-layer nickelate. Nature , 2019 , 572, 624–627. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1496-5
[2]  Ding, X., Tam, C.C., Sui, X. et al. Critical role of hydrogen for superconductivity in nickelates. Nature , 2023 , 615, 50–55. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05657-2

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