北理工課題組在鎳基高溫超導(dǎo)理論研究方面取得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2023-12-07 供稿：物理學(xué)院 攝影：物理學(xué)院
編輯：王莉蓉 審核：陳珂 閱讀次數(shù)：
今年，中山大學(xué)王猛教授的課題組在Nature上發(fā)文，以報(bào)道他們?cè)?4.6 ~30Gp壓力下的La3Ni2O7材料中所發(fā)現(xiàn)的臨界溫度接近80K的高溫超導(dǎo)現(xiàn)象，在整個(gè)凝聚態(tài)物理領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。目前，該體系的超導(dǎo)機(jī)理尚不明確。如何提高超導(dǎo)臨界溫度成為該領(lǐng)域最為關(guān)注的問(wèn)題之一。
北京理工大學(xué)物理學(xué)院楊帆教授課題組與合作者通過(guò)細(xì)致分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出“交換密度波漲落”的超導(dǎo)機(jī)理。基于此觀點(diǎn)，他們首次采用無(wú)規(guī)相近似方法對(duì)材料的宏觀性質(zhì)作了系統(tǒng)的微觀理論計(jì)算，結(jié)果顯示超導(dǎo)的配對(duì)對(duì)稱(chēng)性為s±-wave（圖1）。該觀點(diǎn)受到鎳基超導(dǎo)研究領(lǐng)域的廣泛認(rèn)同和跟進(jìn)，成為該研究領(lǐng)域有影響力的觀點(diǎn)之一。
圖1 (a)：超導(dǎo)配對(duì)對(duì)稱(chēng)性為s-wave。 (b)s±-wave超導(dǎo)能隙函數(shù)在費(fèi)米面上的分布
同時(shí)，論文工作認(rèn)真考慮了頂角氧缺陷對(duì)高溫超導(dǎo)的影響，研究發(fā)現(xiàn)在頂角氧缺陷附近會(huì)形成局域磁矩(local moment phase)，從而大大壓制了超導(dǎo)的臨界溫度（圖2）。這說(shuō)明在制備樣品時(shí)保證充足的氧壓對(duì)La3Ni2O7材料實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)至關(guān)重要。
圖2 (a)頂角氧缺陷附近形成的局域磁矩。 (b) 超導(dǎo)臨界溫度作為頂角氧缺陷濃度的函數(shù)。
該工作相關(guān)論文”s±-Wave Pairing and the Destructive Role of Apical-Oxygen Deficiencies in La3Ni2O7 under Pressure” 在國(guó)際頂尖刊物《Phys. Rev. Lett》上發(fā)表，獲得國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)同和跟進(jìn)，成為目前該研究領(lǐng)域的重要理論研究之一［arXiv上已被引用30余次］。楊帆教授指導(dǎo)的博士生劉玉波博士為論文的第一作者。楊帆教授與南方科技大學(xué)陳偉強(qiáng)教授、梅佳偉教授為該論文的共同通訊作者；參與論文工作的還有南方科技大學(xué)葉飛教授。工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：10.1103/PhysRevLett.131.236002
附作者簡(jiǎn)介：
楊帆，2004年加入北京理工大學(xué)物理系，2013年被聘為教授。研究方向?yàn)閺?qiáng)關(guān)聯(lián)和超導(dǎo)理論，在銅氧化物高溫超導(dǎo)、量子自旋液體、鐵基超導(dǎo)、魔角石墨烯關(guān)聯(lián)電子態(tài)、準(zhǔn)晶超導(dǎo)等領(lǐng)域作出一系列研究結(jié)果。六次承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，獲得教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才稱(chēng)號(hào)。在國(guó)際高水平刊物發(fā)表論文70余篇，其中包括在頂尖期刊《Phys. Rev. Lett》上發(fā)表論文8篇，在《Nat. Commun.》發(fā)表論文1篇。總引用率2500余次。
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