講座主題:新型鎳氧高溫超導體的理論研究
專家姓名:姚道新
工作單位:中山大學
講座時間:2025年04月03日14:30-15:30
講座地點:科技館1511報告廳
主辦單位:煙臺大學物理與電子信息學院
內容摘要:
新發現的雙層鎳氧超導體La3Ni2O7在壓強超過14GPa時具有超過液氮沸點溫度的約為80K的超導轉變溫度,近期實現了常壓下超過40K的鎳基超導薄膜,引起了國際上的廣泛關注。通過密度泛函理論對結構相變前后的電子能帶進行分析,我們發現在低壓下(相變前)Ni的3dx2-y2軌道電子能帶穿過費米面,而高壓下3dz2電子能帶上移,觸碰費米面,影響超導電性的主要是Ni的3dx2-y2和3d3z2?r2兩個軌道,以及O的p軌道。為了理論和實驗研究的方便,我們提出La3Ni2O7在高壓相下的雙層兩軌道模型。通過Wannier downfolding和對稱性分析, 我們獲得了電子跳躍和格點能等參數,能夠對電子能帶結構和費米面進行很好的描述。如果進一步考慮O的p軌道,我們提出了高能下的多軌道模型,并給出了相應的電子跳躍和格點能等參數。在此基礎上,我們進一步研究了超導轉變溫度、超導配對、磁化率、電荷轉移、Zhang-Rice單態等特性。隨著三層結構的La4Ni3O10發現有超導電性,其電子能帶、多軌道模型、超導機制等又掀起了新的研究熱潮,我們將在此給與介紹。相關論文:Nature 621, 493 (2023);Phys. Rev. Lett. 131, 126001 (2023); Nature Communications 15,4373 (2024); NPJ Quantum Materials 9, 61 (2024); NPJ Quantum Materials 10, 17 (2025); SCPMA 67, 117402 (2024); SCPMA 67, 117403 (2024); SCPMA 68, 237411 (2025); PRB 110, 014503 (2024); PRB 110, 235155 (2024); PRB 111, 075140 (2025); CPL 41, 077402 (2024,英文綜述); arXiv:2411.13554 ; arXiv:2502.04255; arXiv:2503.17223。
參考文獻:Phys. Rev. B 105, 184418 (2022); Phys. Rev. B (Letter) 107, L041106 (2023); Phys. Rev. B 107, 165127 (2023).
主講人介紹:
姚道新,中山大學物理學院教授、博士生導師、理論物理學科負責人,寶鋼優秀教師獎,教育部新世紀優秀人才,廣東省特支計劃領軍人才,廣東省物理學會秘書長,廣東省磁電物性分析與器件重點實驗室副主任,廣東省本科高校物理學類專業教學指導委員會副主任,中國物理學會低溫物理專業委員會委員。1994年于浙江大學物理系獲學士學位,1998年于浙江大學物理系獲理論物理碩士學位。2007年于美國波士頓大學物理系獲博士學位。之后于美國普渡大學、田納西大學和橡樹嶺國家實驗室做博士后研究。2009年12月全職回到中山大學物理學院擔任教授,同時為光電材料與技術國家重點實驗室固定研究人員。主要研究領域為關聯電子體系,包括超導體、量子磁性、拓撲物理、計算物理等。在國際著名物理學刊物上發表學術論文200多篇,包括Nature,Nature Physics,Physical Review Letters等。有關成果被Nature、Science等刊物作為熱點專題報告與評述,部分成果入選ESI高被引論文。