编者按

镍基超导体的发现，为高温超导研究开辟了新的方向。对其深入研究有助于理解高温超导机制，并且拓展超导材料的应用范围。

镍基超导作为一个新兴的研究领域，在短短几年内取得了显著的研究进展。双层镍氧化物在压力下转变温度超过液氮沸点，薄膜样品中无限层和双层镍氧化物体系均实现了常压超导。从材料的发现到物理性质的深入研究，以及理论模型的不断提出和完善，都为理解高温超导机制提供了新的视角。但目前镍基超导研究仍面临诸多挑战。首先，镍基超导材料的制备条件较为苛刻，大规模高质量样品的制备技术还不够成熟，材料生长和物性研究均需要特殊的测量仪器和手段，限制了对其更广泛深入的研究。其次，尽管对其物理性质有了一定了解，但仍缺少关键实验证据，超导机制尚不明确，需要实验和理论的深入研究。此外，镍基超导材料的临界温度与铜氧化物超导体相比还有较大提升空间，如何进一步提高超导临界温度还有待探索。

当前镍基超导研究是一个非常活跃且进展迅速的研究领域，《物理学报》特组织“镍基超导研究进展”专题，发表与镍基超导研究相关的实验、理论的研究工作、综述、观点文章，以及相关实验仪器和研究方法方面的工作，希望进一步促进该研究领域的成果交流和深入发展。专题文章将陆续出版，欢迎各位学者关注。

客座编辑

王   猛

中山大学

https://spe.sysu.edu.cn/node/1792

姚道新

中山大学

https://spe.sysu.edu.cn/node/324

沈大伟

中国科学技术大学

https://faculty.ustc.edu.cn/dwshen/zh_CN/

专题文章

研究论文

La₃Ni₂O₇中近邻库仑相互作用诱导的电荷序

杜政忠，李婕，卢毅

物理学报. 2025, 74 (17): 177103

doi: 10.7498/aps.74.20250604

原文链接  PDF

摘要：Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La₃Ni₂O₇在高压(>14 GPa)下表现出约80 K的超导转变温度(T_c)，引起了广泛关注。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体系中存在电荷密度波与自旋密度波序，可能与超导态存在竞争关系，深入探究其形成机制对于理解该体系的超导本质具有重要意义。本工作结合密度泛函理论与动力学平均场理论(DFT+DMFT)，在包含两个子格点Ni-e_g轨道的低能有效模型基础上，引入Hartree平均场处理近邻格点间库仑相互作用，系统研究了非局域库仑相互作用对电荷有序行为与电子关联效应的影响。计算结果表明，当V ⩽ V_c1 ≈ 0.46eV时，体系保持子格点对称性，谱函数无显著变化; 当V >V_c1时，子格点对称性破缺，体系进入电荷有序相，且谱函数发生明显的重构。进一步增大V至V_c2 ≈ 0.63 eV后，体系进入完全极化态，其中一个子格点近乎空，占据主要集中于另一子格点，后者接近3/4填充。本研究揭示了近邻库仑相互作用在驱动电荷不均匀分布及调控电子关联中的关键作用，为全面理解La₃Ni₂O₇中的低能有序态提供了新的视角。

观点和展望

双层镍酸盐La₃Ni₂O₇超导转变温度的压力依赖：巡游电子与局域自旋图像

路洪艳，王强华

物理学报. 2025, 74 (17): 177401

doi: 10.7498/aps.74.20250696

原文链接  PDF

摘要：对于双层Ruddlesden-Popper相镍酸盐La₃Ni₂O₇，近期的实验研究表明，在超导区，随着压力增大，其超导转变温度从18 GPa压力下的83 K单调下降，表现出近直角三角形的超导转变温度-压力相图，与铜氧化物超导体和铁基超导体中掺杂或压力下的穹顶形超导相图不同。解释该反常相图对揭示La₃Ni₂O₇的超导机制至关重要。由于电声耦合机制无法解释镍基超导体的高超导转变温度，因此，本文从巡游电子和局域自旋图像出发，探讨超导转变温度的压力依赖性。通过将理论结果与实验结果进行对比，为揭示其超导机制提供线索。

综  述

层状镍基超导体的电子结构和超快动力学

李义典，杨乐仙

物理学报. 2025, 74 (17): 177402

doi: 10.7498/aps.74.20250856

原文链接  PDF

摘要：镍基超导体因其具有与铜基高温超导体相似的电子构型而受到广泛关注。近期，压力下双层镍氧化物La₃Ni₂O₇中高达80 K的超导转变不仅引发了新一轮镍基超导研究的热潮，也为非常规超导体的研究开辟了新方向。层状镍基超导体在结构特征、超导性质以及电子结构方面与铜基、铁基超导体既具有相似性，也存在显著差异。对镍基超导体电子结构的深入研究有望揭示这些异同背后的物理机制，为构建统一的理论模型提供关键依据，从而推动非常规超导研究的发展。此外，非平衡态超快动力学的研究为非常规超导提供了新的视角和调控手段，并逐渐成为非常规超导研究的重要手段之一。本文聚焦于Ruddlesden-Popper相层状镍基超导体的电子结构与超快动力学研究，系统回顾了角分辨光电子能谱和超快光反射率测量在镍基超导研究中的成功应用。这些研究进展为理解非常规超导机制及其正常态性质提供了重要的实验信息。

双层镍氧化物La₃Ni₂O₇超导体理论研究近期进展与展望

郑姚远，莫世聪，吴为

物理学报. 2025, 74 (17): 177403

doi: 10.7498/aps.74.20250711

原文链接  PDF

摘要：2023年，具有双层镍氧面结构的La₃Ni₂O₇单晶在高压下被发现具有高温超导电性。随后，大量理论与数值计算研究工作涌现，旨在阐明这一新型高温超导体在不同方面的物理特性及其超导机理，并据此探索和预测新型镍基高温超导材料。由于La₃Ni₂O₇镍氧化合物具有多轨道自由度的特征，其电子关联效应复杂，物理学家对其超导配对起源的理解存在分歧，目前多种超导理论并存。本文综述La₃Ni₂O₇镍氧化物在理论和数值计算方面的若干近期进展，并讨论其一些基本物性和可能的超导机理。

专题文章网站链接：

http://wulixb.iphy.ac.cn/custom/topics