中国科学技术大学最新Science

在Ruddlesden-Popper双层镍酸盐薄膜中于常压下发现超导电性，为直接研究超导态的电子能标和配对机制提供了契机。

2026年5月21日，中国科学技术大学何俊峰、南方科技大学陈卓昱、薛其坤共同通讯在Science在线发表题为“Nodeless superconducting gap and electron-boson coupling in (La,Pr,Sm)3Ni2O7 films”的研究论文。该研究利用自主开发的超高真空低温样品转移技术，首次对常压超导的(La,Pr,Sm)₃Ni₂O₇薄膜进行了角分辨光电子能谱测量。

结果显示，超导能隙（约18 meV）在整个布里渊区有限且无节点，排除d波配对。同时观察到约70 meV的色散扭结和赝能隙，为理解双层镍酸盐的高温超导机理提供了关键实验依据。

镍酸盐中超导电性的发现开启了凝聚态物理学的一个新前沿。在最近报道的镍酸盐超导体中，方平面镍酸盐具有类似于铜酸盐高温超导体的~3d⁹电子构型，而Ruddlesden-Popper镍酸盐具有标称的~3d⁷·⁵构型。对RP相双层镍酸盐的高压测量表明其超导转变温度高于液氮温度，但超导机制仍未解决。

布里渊区对角线附近的超导能隙（图源自Science ）

该研究开发了一种超高真空低温样品淬火和转移技术。样品在生长后立即淬火至约120 K的温度。在样品转移和ARPES测量过程中，薄膜表面氧含量以及超导性能得以保持。成功地实现了长距离样品转移，并使用合肥的高分辨率激光ARPES系统和上海的同步辐射ARPES系统，对在深圳生长的超导(La,Pr,Sm)₃Ni₂O₇薄膜进行了测量。观察到了两个显著的结果：一个表明s波（包括s±）配对对称性的无节点超导能隙，以及一个表明电子-玻色子耦合的色散扭折。

参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw8329