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。
