镍基超导体的机理研究取得重大突破

10月31日，中山大学物理学院姚道新教授在国际上首次提出了双层镍氧超导体的多轨道模型，并分析了其电磁性质。该成果对于理解新型镍基超导体的微观图像和超导机理起到了重要作用。相关论文发表于《物理评论快报》。

姚道新教授

据了解，超导材料具有绝对零电阻、完全抗磁性和宏观量子隧穿效应的特殊性质。中山大学王猛教授团队此前首次发现液氮温区镍氧化物超导体，引发学界新一轮高温超导研究热潮。“该研究的意义，不仅在于发现一种全新的高温超导体系，更在于通过比较研究，有可能推动科学家破解高温超导机理，设计新的更容易应用的高温超导材料，进而实现更加广泛的应用。”王猛认为，对于其机理的后续研究尤为重要。

论文的五位作者

姚道新团队此次研究便是率先开始破译镍氧化物的超导机理。该研究利用密度泛函理论对高压相的双层镍氧超导体进行了系统性计算，建立了一个双层两轨道模型，准确地反映了费米面和电子能带，表明了层间的强关联特性，分析了镍氧化物超导配对的关键因素。

在此基础上，团队提出了高能的11轨道模型，有助于分析镍的超交换过程和氧的掺杂效应。这对于理解双层镍氧超导体的微观图像和超导机理起到了十分重要的作用，为镍氧超导体从实验研究到后续理论研究搭建了桥梁。