点击关注，化学科讯！在铜氧化物中发现了超过三十年的高转变温度（高Tc）超导现象，但其潜在机制仍然是一个谜题。铜氧化物是唯一一类具有高于液态氮沸点温度77K的体块超导温度（Tc）的非常规超导材料家族。
鉴于此，近期，中山大学王猛及清华大学张广铭共同通讯在
Nature
在线发表题为
“Signatures of superconductivity near 80 K in a nickelate under high pressure”
的研究论文。
概述
该研究在14.0 ~ 43.5 GPa的高压电阻和相互感应磁化率测量中观察到La
3
Ni
2
O
7
单晶的超导特征，最大T
c
为80k。高压下的超导相表现为Fmmm空间群的正交结构，Ni 阳离子的3d
x2
-y
2
和3
dz2
轨道与氧的2p轨道强混合。密度泛函理论计算表明，在费米能级下，由
3dz2
轨道和连接Ni-O双层的顶端氧组成的σ-bonding带的金属化是与超导性同时出现的。因此，该研究不仅为Ruddlesden-Popper 双层钙钛矿镍酸盐的高
Tc
超导性提供了重要线索，而且为研究高
Tc
超导机制提供了新的化合物家族。
图文导读
铜酸盐中的高
Tc
超导性出现在空穴载流子掺杂到Mott绝缘态，具有半填充Cu 3d
9
电子构型和S = 1/2自旋态。随着载流子的掺杂和层内Cu-O电子σ-bonding的束缚，所谓的Zhang-Rice单线态形成，导致了高
Tc
超导相。围绕最优掺杂，已经确定超导在布里温区对角线周围具有与间隙节点配对的d波。由角连接的CuO
6
八面体和LnO (Ln =镧系化物)层组成的层状结构是高温超导材料的常见特征。在类似铜酸盐的氧化镍化合物中寻找超导性已经投入了大量的努力。无限层镍酸盐是被广泛研究的家族之一，其中Ni+ (
3d9
)显示出与Cu
2+
相同的电子构型。
直到最近，Li等人确实在 Nd0.8Sr0.2NiO2薄膜中发现了Tc在9 ~ 15k左右的超导性。随后，在具有无限NiO2层的其他空穴掺杂LnNiO2薄膜和具有五层NiO2
层的Nd
6
Ni
5
O
12
中观察到超导性。
在12.1 GPa下，Pr
0.82
Sr
0.18
Ni
O2
薄膜的最大T
c
达到了31 K，仍然低于所谓的McMillan极限40 K。超导电性均出现在化学式的Ruddlesden-Popper (RP)相Ln
n+1
Ni
nO2n
+
2
中，这是由RP相Ln
n+1
N
i
n
O
3n+1
通过拓扑化学还原法去除两个顶端氧得到的。最近的一项研究表明，镍酸盐薄膜中不可避免的氢对超导性至关重要。另一方面，对镍酸盐的RP相或大块样品的超导性的观察没有取得进展。
