量子关联物质研究团队在国际学术期刊《Physical Review B》上发表最新研究成果

近日，理学院应用物理系量子关联物质研究团队在国际学术期刊《Physical Review B》 (IF=3.71，中科院二区) 期刊上发表了题为" Unconventional pressure-dependent interorbital and interlayer doping in superconducting nickelates "的研究论文。浙江科技大学为第一单位，应用物理系副教授黄衣娜为第一作者，密苏里大学物理与天文学系David J. Singh教授为论文通讯作者，文章致谢了浙江大学物理学院林海青院士。

图1 论文发表页面

理解高温铜酸盐超导性是有凝聚态物理学中最重要的问题之一。最近发现的镍酸盐超导性提供了第一个不含铜的材料显示出与铜酸盐相似的超导性关键特征的例子，但发现引发了围绕电子计数和掺杂相图的疑问和不一致性。在我们的当前工作中，我们使用超导的La₄Ni₃O₁₀展示了存在非常规的层间和轨道间固有掺杂效应，使得d_x2-y2轨道占据与铜酸盐相似。这提供了一个框架，使得在铜酸盐和镍酸盐中可以实现类似超导性。

图2. La₄Ni₃O₁₀能带和费米面的费米速度分布和Ni的d_z2, d_x2-y2轨道分量分布

图3. La₄Ni₃O₁₀五个费米能级占据数随压力的变化

图4. (a)(b)(c) Ni, O的1S电子能级以及两者之差随压力的变化。(d) Ni-O键长随压力的变化

  我们进行了压力依赖的DFT计算，并发现La₄Ni₃O₁₀的非常规压力依赖掺杂，包括层间组分，即外层和内层镍之间的载流子转移，以及涉及d_x2-y2和d_z2轨道相互作用的轨道间组分，如图2-4所示。我们的研究重点在于探索超导镍酸盐中的非常规压力依赖的轨道间和层间掺杂效应。我们的研究发现表明，可能存在更多如La₄Ni₃O₁₀和La₃Ni₂O₇这样的层状超导镍酸盐有待发现。此项工作得到了国家自然科学基金的资助。文章链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.110.174501（应用物理系 黄衣娜  学科办 陈璟）