近日，物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》刊登中山大學(xué)物理學(xué)院姚道新教授團(tuán)隊(duì)成果，該團(tuán)隊(duì)在國際上首次提出了雙層鎳氧超導(dǎo)體的多軌道模型，并分析了其電磁性質(zhì)。這一成果對(duì)于理解新型鎳基超導(dǎo)體的微觀圖像和超導(dǎo)機(jī)理起到了重要作用。這標(biāo)志著繼全球率先發(fā)現(xiàn)新型雙層鎳氧化物超導(dǎo)體后，中國科學(xué)家又在其機(jī)理研究上做出領(lǐng)先成果。
超導(dǎo)材料具有絕對(duì)零電阻、完全抗磁性和宏觀量子隧穿效應(yīng)的特殊性質(zhì)，具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價(jià)值，是國際上重要的科學(xué)前沿。此前，中山大學(xué)王猛教授團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)鎳氧化物超導(dǎo)體La3Ni2O7，引發(fā)學(xué)界新一輪高溫超導(dǎo)研究熱潮。
“其意義不僅在于這是繼銅氧化物之后一種全新的高溫超導(dǎo)體系，更在于通過比較研究，有可能推動(dòng)科學(xué)家破解高溫超導(dǎo)機(jī)理，設(shè)計(jì)新的更多更容易應(yīng)用的高溫超導(dǎo)材料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用。”王猛說。
姚道新團(tuán)隊(duì)率先開始破譯鎳氧化物的超導(dǎo)機(jī)理。該論文利用密度泛函理論對(duì)高壓相的雙層鎳氧超導(dǎo)體進(jìn)行了系統(tǒng)性計(jì)算，建立了一個(gè)雙層兩軌道模型，準(zhǔn)確地反映了費(fèi)米面和電子能帶，表明了層間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)特性，分析了鎳氧化物超導(dǎo)配對(duì)的關(guān)鍵因素。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步考慮了氧的軌道貢獻(xiàn)，并提出了一個(gè)高能的11軌道模型，有助于分析鎳的超交換過程和氧的摻雜效應(yīng)。這對(duì)于理解雙層鎳氧超導(dǎo)體的微觀圖像和超導(dǎo)機(jī)理起到了十分重要的作用，為鎳氧超導(dǎo)體從實(shí)驗(yàn)研究到后續(xù)的理論研究搭建了橋梁。
中山大學(xué)物理學(xué)院博士研究生羅志輝、胡訓(xùn)武為論文的共同第一作者，教授姚道新為論文通訊作者，副教授吳為參與了理論工作，教授王猛進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論的合作。（記者吳春燕 通訊員李建平、朱嘉豪）