近日，物理學期刊《物理評論快報》刊登中山大學物理學院姚道新教授團隊成果，該團隊在國際上首次提出了雙層鎳氧超導體的多軌道模型，并分析了其電磁性質(zhì)。這一成果對于理解新型鎳基超導體的微觀圖像和超導機理起到了重要作用。這標志著繼全球率先發(fā)現(xiàn)新型雙層鎳氧化物超導體后，中國科學家又在其機理研究上做出領(lǐng)先成果。
超導材料具有絕對零電阻、完全抗磁性和宏觀量子隧穿效應(yīng)的特殊性質(zhì)，具有重要的科學和應(yīng)用價值，是國際上重要的科學前沿。此前，中山大學王猛教授團隊首次發(fā)現(xiàn)液氮溫區(qū)鎳氧化物超導體La3Ni2O7，引發(fā)學界新一輪高溫超導研究熱潮。
“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體系，更在于通過比較研究，有可能推動科學家破解高溫超導機理，設(shè)計新的更多更容易應(yīng)用的高溫超導材料，進而實現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用?！蓖趺驼f。
姚道新團隊率先開始破譯鎳氧化物的超導機理。該論文利用密度泛函理論對高壓相的雙層鎳氧超導體進行了系統(tǒng)性計算，建立了一個雙層兩軌道模型，準確地反映了費米面和電子能帶，表明了層間的強關(guān)聯(lián)特性，分析了鎳氧化物超導配對的關(guān)鍵因素。在此基礎(chǔ)上，團隊進一步考慮了氧的軌道貢獻，并提出了一個高能的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)。這對于理解雙層鎳氧超導體的微觀圖像和超導機理起到了十分重要的作用，為鎳氧超導體從實驗研究到后續(xù)的理論研究搭建了橋梁。
中山大學物理學院博士研究生羅志輝、胡訓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，教授王猛進行了實驗和理論的合作。（記者吳春燕 通訊員李建平、朱嘉豪）