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西湖大學研究團隊在鎳基高溫超導理論取得新進展
2024-06-07 15:03
西湖大學
作者:

  電(dian)影《阿凡(fan)達》潘(pan)(pan)多拉(la)星的(de)空中懸浮(fu)(fu)的(de)巨石(shi)山令(ling)人影響深刻,這(zhe)些巨石(shi)中含有一種(zhong)(zhong)珍貴(gui)的(de)礦產(chan),是一種(zhong)(zhong)罕見(jian)的(de)室(shi)溫超(chao)導體,表(biao)現出奇特抗(kang)磁(ci)(ci)性質,在潘(pan)(pan)多拉(la)星的(de)磁(ci)(ci)場作用下,便能產(chan)生(sheng)這(zhe)巨石(shi)浮(fu)(fu)空的(de)景象。

  在現(xian)實世界中,常壓下的室溫超導仍然尚未實現(xian),但并(bing)不妨礙它成為(wei)物(wu)理(li)學家心中的“圣杯”,并(bing)期待著有一天,它能從熒幕(mu)走(zou)進現(xian)實。

  近日,西湖大學(xue)物理(li)學(xue)講席教授吳從軍團隊聯合北京理(li)工大學(xue)楊帆教授,以“Interlayer-Coupling-Driven High-Temperature Superconductivity in La3Ni2O7 under Pressure”為題,在《物理(li)評(ping)論快報》上(shang)發(fa)表(biao)研(yan)究成果,他們對(dui)近期(qi)發(fa)現的鎳基La3Ni2O7系統(tong)中的高(gao)溫超(chao)導(dao)現象,提出(chu)了(le)洪特規則幫助(zhu)的超(chao)導(dao)配對(dui)機(ji)制(zhi),建立了(le)該系統(tong)中超(chao)導(dao)機(ji)制(zhi)的最簡(jian)模(mo)型(xing)【1】。此機(ji)制(zhi)目(mu)前已經初(chu)步得到(dao)了(le)基于密度矩(ju)陣重整化(hua)群的數(shu)值(zhi)研(yan)究的支持【2】。

  論文鏈(lian)接(jie)://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.146002

  高溫超導:旋轉、跳躍、永不停歇

  一(yi)花一(yi)世界,哪怕一(yi)個(ge)非常小的固體,里面的電子數目(mu)也是(shi)數以(yi)億萬計,多到阿伏伽德羅常數(6×1023)的量級。

  就像人類社會(hui)一樣,電子之間(jian)既彼此競爭,又相互合作(zuo)。在凝(ning)聚態物理世(shi)界,科學家們關心電子的(de)(de)“社會(hui)學”行為,并探求其(qi)背后的(de)(de)“社會(hui)組織(zhi)”原則。超導現象(xiang)就是其(qi)中一個的(de)(de)杰出問題(outstanding problem)。

  超(chao)(chao)導(dao)(dao),指的(de)(de)是在低溫(wen)(wen)的(de)(de)條件下,某些材料(liao)的(de)(de)電(dian)阻(zu)突(tu)然變為零,電(dian)流可以在材料(liao)中無阻(zu)力地流動,不會(hui)因電(dian)阻(zu)而產生熱量損失。零電(dian)阻(zu)還(huan)不足以反應超(chao)(chao)導(dao)(dao)的(de)(de)全部性(xing)質(zhi),超(chao)(chao)導(dao)(dao)體還(huan)具有(you)完全抗磁(ci)性(xing),也就是說(shuo)磁(ci)場會(hui)被排(pai)出超(chao)(chao)導(dao)(dao)體外。這樣磁(ci)場會(hui)對超(chao)(chao)導(dao)(dao)體產生斥力,可以用來實現磁(ci)懸浮。超(chao)(chao)導(dao)(dao)開始(shi)出現的(de)(de)溫(wen)(wen)度,叫做超(chao)(chao)導(dao)(dao)轉變溫(wen)(wen)度。

  為什么(me)在低溫狀(zhuang)態下,電阻會消(xiao)失呢?也就是(shi)說(shuo)電子能(neng)在沒有電壓(ya)驅動的(de)情況(kuang)下,一直流動下去而不會停(ting)止。形象(xiang)地(di)(di)說(shuo),這(zhe)相(xiang)當(dang)于“摩擦力(li)”完(wan)全(quan)地(di)(di)消(xiao)失了,這(zhe)是(shi)難(nan)以想象(xiang)的(de)事情。這(zhe)不僅是(shi)凝聚態物(wu)理,而且是(shi)整個物(wu)理學,乃至(zhi)整個科學所要關心(xin)的(de)杰出問題。

  這是因為超導體中的(de)電(dian)子在低溫下(xia)形成了一(yi)種特(te)殊的(de)配對狀態—— “庫(ku)珀對”(美國物理學(xue)家Leon Cooper在1956年首次提出)。這種配對是電(dian)子在超導狀態中能夠以(yi)無阻力的(de)方式(shi)自(zi)由流動(dong)的(de)先決(jue)條(tiao)件。一(yi)般來(lai)說(shuo),庫(ku)珀對中的(de)兩個電(dian)子具(ju)有相反的(de)自(zi)旋(xuan)方向(xiang),一(yi)個自(zi)旋(xuan)向(xiang)上,另一(yi)個自(zi)旋(xuan)向(xiang)下(xia)。這種配對方式(shi)有助(zhu)于降低系統的(de)總能量。

  要進入超導狀態,光是實現(xian)配(pei)對(dui)還不足夠, 這(zhe)些庫珀對(dui)在相(xiang)位上(shang)必須呈(cheng)現(xian)出(chu)高度的相(xiang)干性。打個比方,原(yuan)本混亂無(wu)序的電子兩(liang)兩(liang)配(pei)對(dui)后,需要形成一個“有組織”、“有紀律”的方陣,這(zhe)樣的隊(dui)伍使得(de)電子對(dui)在輸運過(guo)程中(zhong)幾乎不受到(dao)任何阻(zu)礙。

  而所(suo)謂高溫超(chao)導(dao)(dao)體(ti),并不是大多數人(ren)認(ren)為(wei)的(de)幾百度高溫,只是相比(bi)原來(lai)超(chao)導(dao)(dao)所(suo)需的(de)超(chao)低溫度高上許(xu)多。因為(wei)液(ye)氮(dan)(dan)在工業(ye)制(zhi)備上非常便(bian)宜,人(ren)們把液(ye)氮(dan)(dan)的(de)沸(fei)點77K (-196℃)作為(wei)一(yi)個界限。轉(zhuan)變(bian)溫度在液(ye)氮(dan)(dan)沸(fei)點之上的(de)超(chao)導(dao)(dao)體(ti),可以用液(ye)氮(dan)(dan)降溫來(lai)實(shi)現(xian)其(qi)超(chao)導(dao)(dao)態(tai),這給研究帶來(lai)很大的(de)便(bian)利。這類(lei)超(chao)導(dao)(dao)體(ti)叫做高溫超(chao)導(dao)(dao)體(ti),反之,轉(zhuan)變(bian)溫度低于(yu)液(ye)氮(dan)(dan)沸(fei)點的(de)超(chao)導(dao)(dao)體(ti)則(ze)叫做低溫超(chao)導(dao)(dao)體(ti)。

高溫超導(dao)樣品釔鋇銅氧

 

  第一類高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)體(ti)——銅氧高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)體(ti)于1986-1987年間(jian)被發現(xian),距今已(yi)(yi)有(you)三十多年,經過凝聚態(tai)物理(li)學們艱苦卓絕的(de)努力(li),高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)已(yi)(yi)經取得(de)很(hen)大的(de)進展。例(li)如,銅氧高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)體(ti)的(de)超(chao)導(dao)對稱性已(yi)(yi)經被確定為(wei)非(fei)常規的(de)d波對稱性。但(dan)是,高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)機理(li)研(yan)(yan)究(jiu)在許多重大問題上一直沒能(neng)形成共(gong)識,高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)材(cai)料中(zhong)發現(xian)的(de)大量(liang)反常量(liang)子現(xian)象也不能(neng)在已(yi)(yi)有(you)的(de)固體(ti)量(liang)子理(li)論的(de)框架下得(de)到解(jie)釋。

  去年,中山(shan)大學物(wu)理學院王猛教授團(tuan)隊(dui)首次在鎳(nie)氧(yang)化物(wu)中發現了達(da)到液(ye)氮溫度(-196℃)的超(chao)導電性(xing)。這(zhe)是人類目(mu)前已(yi)知的第(di)二類達(da)到液(ye)氮溫區的非常(chang)規超(chao)導體(ti)系。

  材料新(xin)性(xing)質的(de)(de)發現意味(wei)著什(shen)么?不僅(jin)僅(jin)是多了(le)一種高溫超(chao)導的(de)(de)材料,對于理論物(wu)理學家而言,更是多了(le)一條新(xin)途徑去(qu)探索高溫超(chao)導背后的(de)(de)奧秘(mi)。

  西湖大學吳從軍研究組就是從事鎳(nie)基高溫超導理論(lun)研究的團(tuan)隊之一。

  洪特規則:磁的魔力轉圈圈

  吳從軍教(jiao)授(shou),原加(jia)州大(da)學(xue)(xue)圣迭戈分校(University of California, San Diego)物理(li)系(xi)教(jiao)授(shou),美國物理(li)學(xue)(xue)會會士( American Physical Society Fellow),2021年加(jia)入西湖大(da)學(xue)(xue),任物理(li)學(xue)(xue)講席教(jiao)授(shou)。

  自(zi)2006年開(kai)始,吳從軍教授開(kai)始探索洪特規(gui)則(Hund’s rule )在多體物理中的(de)(de)效應(ying),是在這個方向的(de)(de)早期研究者之一(yi)。這個研究以(yi)期架起局域性質(zhi)和全局物理之間的(de)(de)橋梁。

吳從軍

 

  他的(de)(de)早期工(gong)作把電子(zi)軌道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)洪(hong)特規(gui)則,推廣(guang)到(dao)玻(bo)色原子(zi)如何填充光(guang)晶格高(gao)能級(ji)的(de)(de)簡并軌道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)問題(ti),得到(dao)了針對(dui)玻(bo)色子(zi)的(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)填充的(de)(de)洪(hong)特規(gui)則,由此導致光(guang)晶格格點上的(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)角動量極(ji)(ji)化【3】。這表現(xian)(xian)出在(zai)(zai)非零動量的(de)(de)玻(bo)色愛因(yin)斯(si)坦(tan)凝聚(ju),從而自發地破壞了時間反演對(dui)稱性,在(zai)(zai)空間上表現(xian)(xian)出渦旋和(he)反渦旋的(de)(de)交錯排(pai)列。令人(ren)振奮的(de)(de)是,這些預測已經在(zai)(zai)超(chao)冷原子(zi)物(wu)理實驗上被觀測到(dao)。這個(ge)現(xian)(xian)象和(he)當下(xia)對(dui)非常規(gui)超(chao)導體(ti)研究(jiu)中被廣(guang)為關注(zhu)的(de)(de)配對(dui)密度波,是極(ji)(ji)為相(xiang)似的(de)(de)。物(wu)理學在(zai)(zai)不同的(de)(de)體(ti)系中表現(xian)(xian)出驚(jing)人(ren)的(de)(de)相(xiang)似性和(he)普適性。

  此外,他(ta)還證(zheng)明了嚴格的定理,闡明了洪(hong)特規(gui)則(ze)在鐵磁(ci)金屬形成全(quan)局磁(ci)化(hua)的過程中(zhong)所起到的重要作用【4,5】, 并(bing)系統地研(yan)究(jiu)了居(ju)里溫(wen)度之上的居(ju)里-外斯順磁(ci)金屬態中(zhong)的磁(ci)臨界(jie)漲落。

  那么,什么是洪特規(gui)則(ze)?

  電(dian)子(zi)在(zai)(zai)(zai)原子(zi)中不僅在(zai)(zai)(zai)圍繞(rao)原子(zi)核運(yun)動(軌(gui)道(dao)運(yun)動),還具有一個(ge)量子(zi)自(zi)由度叫自(zi)旋(xuan)(xuan),電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)自(zi)旋(xuan)(xuan)可(ke)(ke)以向上或向下。自(zi)旋(xuan)(xuan)可(ke)(ke)以粗略得被理(li)解為電(dian)子(zi)在(zai)(zai)(zai)繞(rao)著(zhu)自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)軸(zhou)旋(xuan)(xuan)轉,但是(shi)人們至今沒(mei)有發現(xian)電(dian)子(zi)有內部(bu)結(jie)構(gou),這樣的(de)(de)(de)圖像顯然是(shi)過(guo)于簡(jian)化的(de)(de)(de)。洪特規則是(shi)原子(zi)核外(wai)電(dian)子(zi)填(tian)充(chong)原子(zi)軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)一個(ge)規律,由德(de)國(guo)物(wu)理(li)學家弗(fu)里(li)德(de)里(li)希·洪德(de)提出。每個(ge)原子(zi)軌(gui)道(dao)最(zui)多可(ke)(ke)以容(rong)納兩個(ge)自(zi)旋(xuan)(xuan)相反的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)。當(dang)電(dian)子(zi)在(zai)(zai)(zai)能(neng)量相同的(de)(de)(de)多個(ge)軌(gui)道(dao)上排(pai)(pai)布時(這樣的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)被稱(cheng)作是(shi)簡(jian)并的(de)(de)(de)),總是(shi)盡可(ke)(ke)能(neng)分占不同的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)且保持自(zi)旋(xuan)(xuan)方向相同。量子(zi)力學的(de)(de)(de)計算表明,這樣的(de)(de)(de)排(pai)(pai)布方式總能(neng)量最(zui)低(di)。

  換句話說, 電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)以自旋(xuan)相(xiang)同(tong)的(de)方式占據不同(tong)的(de)簡并軌道(dao)(dao),直到每個(ge)(ge)軌道(dao)(dao)都至少有一個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),并且每個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)自旋(xuan)都與(yu)其他電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)相(xiang)同(tong)。而(er)當每個(ge)(ge)軌道(dao)(dao)里面有兩個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)時(shi),由于泡利不相(xiang)容原理,這兩個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)自旋(xuan)相(xiang)反的(de)。

  一般來說,這個規則描述的是單個原(yuan)子內部的物理(li),而(er)凝聚(ju)態物理(li)的核(he)心是固(gu)體內大量電子行為所表現出的集體特征。

  那么(me)本(ben)來(lai)描(miao)寫原子內部(bu)物(wu)理(li)的洪(hong)特規則,將(jiang)會對鎳基高溫超導這(zhe)樣(yang)的電子集體行為,起到(dao)什么(me)樣(yang)的作用呢?

  一種可能的La3Ni2O7超導機制:順藤摸瓜

  回到(dao)去(qu)年發現(xian)(xian)的(de)鎳基高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)體La3Ni2O7,這是中國科學(xue)家在(zai)全球(qiu)率(lv)先發現(xian)(xian)的(de)全新(xin)高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)體系,意味著為(wei)世界超(chao)導(dao)研究提供了一個新(xin)的(de)方向。發現(xian)(xian)至今,已(yi)吸引許多(duo)科學(xue)家一探其中的(de)高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)機理,而吳從軍(jun)團隊和(he)楊帆教授研究的(de)落腳點在(zai)洪(hong)特規(gui)則。

  高溫超導鎳(nie)氧(yang)化(hua)物其電(dian)子結(jie)構(gou)、磁性與(yu)銅氧(yang)化(hua)物差別很(hen)大。相比(bi)銅基(ji)高溫超導體,鎳(nie)基(ji)La3Ni2O7擁(yong)有(you)一個(ge)(ge)特別的(de)雙層(ceng)結(jie)構(gou),雙層(ceng)內(nei)部(bu)的(de)關系緊(jin)密,而不同的(de)雙層(ceng)之間的(de)結(jie)構(gou)比(bi)較(jiao)松散,這(zhe)樣的(de)結(jie)構(gou)一般稱之為準二維結(jie)構(gou)。一個(ge)(ge)鎳(nie)原子上有(you)水平(3dx2-y2.)和垂直(zhi)(3dz2)的(de)兩個(ge)(ge)活性軌道。前者在鎳(nie)氧(yang)層(ceng)內(nei)延展(zhan),其中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)子很(hen)容(rong)易在層(ceng)內(nei)運(yun)動(dong);后者延展(zhan)方(fang)向垂直(zhi)于鎳(nie)氧(yang)層(ceng),其中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)子很(hen)難在層(ceng)內(nei)運(yun)動(dong)(見圖1)。

  在(zai)雙層(ceng)結構的(de)(de)(de)內部,上(shang)下(xia)兩(liang)層(ceng)的(de)(de)(de)3dz2軌(gui)道垂直于鎳氧(yang)層(ceng),它們(men)在(zai)層(ceng)間(jian)具有強(qiang)烈的(de)(de)(de)反(fan)鐵(tie)磁(ci)耦合,這意味著(zhu)兩(liang)層(ceng)的(de)(de)(de)3dz2軌(gui)道中的(de)(de)(de)電子自旋方向相反(fan)。它們(men)之間(jian)配(pei)對的(de)(de)(de)力量很強(qiang),但(dan)是(shi)由于3dz2軌(gui)道在(zai)層(ceng)內的(de)(de)(de)運動很困難(nan),難(nan)以建(jian)立(li)超(chao)導所(suo)需要的(de)(de)(de)位(wei)相相干性。簡言之,就是(shi)缺(que)少足夠的(de)(de)(de)運動能(neng)力在(zai)各(ge)個配(pei)對之間(jian)進行有效的(de)(de)(de)溝(gou)通,沒法形成一(yi)個“方陣”來移動。

  研究團隊注(zhu)意到,反而,水平3dx2-y2軌(gui)道(dao)在(zai)鎳(nie)氧層內(nei)的運動很容易,這非常好理解,因(yin)為這個(ge)軌(gui)道(dao)本身就沿(yan)著鎳(nie)氧平面內(nei)延(yan)展。但(dan)把(ba)超導的起因(yin)歸結于3dx2-y2軌(gui)道(dao)能(neng)帶也有一個(ge)困難:其填充處在(zai)極端過摻雜(za)狀(zhuang)態,3dx2-y2軌(gui)道(dao)中的電子配對異(yi)常的微弱。

  前面提到過(guo),庫(ku)珀對(dui)(dui)是電(dian)子在超(chao)導體中能(neng)夠(gou)以無(wu)阻力的方式自由流動的必要條件,無(wu)法配(pei)對(dui)(dui)就意(yi)味著無(wu)法實現超(chao)導,這與材料(liao)表現出的高(gao)溫超(chao)導性質(zhi)不符。

  為了解釋這(zhe)個矛盾,研究團隊提出(chu)將洪特規(gui)則引入。

  水(shui)平軌(gui)道(dao)3dx2-y2本身難以(yi)在層(ceng)間建立(li)反鐵(tie)磁耦合(he),但是洪特規則把其(qi)(qi)中電子(zi)的(de)(de)(de)自旋和垂直軌(gui)道(dao)3dz2中的(de)(de)(de)自旋鎖定,從(cong)而(er)3dx2-y2通過3dz2軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)層(ceng)間耦合(he)建立(li)了(le)層(ceng)間反鐵(tie)磁耦合(he),其(qi)(qi)強(qiang)度很(hen)大足以(yi)支持高(gao)溫超導(dao)配對,同時由于(yu)(yu)3dx2-y2本身易(yi)于(yu)(yu)在鎳氧層(ceng)內運(yun)動,可以(yi)很(hen)容易(yi)地建立(li)相(xiang)位相(xiang)干(見圖1)。換句(ju)話說,洪特規則是位優秀的(de)(de)(de)“紅娘”,幫助(zhu)兩層(ceng)的(de)(de)(de)電子(zi)順(shun)利“牽手”,使得之后的(de)(de)(de)故(gu)事順(shun)理成章。

  這項(xiang)研究也預計了超導對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)是層(ceng)間(jian)配對(dui)(dui)(dui)的(de)s-wave對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)性(xing),這種對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)較層(ceng)內配對(dui)(dui)(dui)的(de)d-wave對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)而言,更為可能(neng)。

  圖1. La3Ni2O7具有雙層鎳氧面的(de)(de)(de)結構。在一(yi)個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)胞之中(zhong)的(de)(de)(de)上(shang)下(xia)兩(liang)層中(zhong)各有一(yi)個(ge)(ge)鎳原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)。每個(ge)(ge)鎳原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)上(shang)各有兩(liang)個(ge)(ge)活性的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)3dz2和3dx2-y2,其中(zhong)電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)自(zi)旋(xuan)分(fen)別用藍色(se)和紅色(se)箭頭(tou)(tou)來表示。不同層的(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)(ge)鎳原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)3dz2軌(gui)(gui)道(dao)(dao)之間(jian)(jian)具有強烈的(de)(de)(de)反(fan)鐵磁耦合,表現在上(shang)下(xia)層中(zhong)的(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)(ge)藍色(se)箭頭(tou)(tou)方向相反(fan)。在同一(yi)個(ge)(ge)的(de)(de)(de)鎳原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)中(zhong),分(fen)處在兩(liang)個(ge)(ge)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)中(zhong)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)自(zi)旋(xuan)由洪(hong)特(te)規(gui)則(ze)鎖定,其箭頭(tou)(tou)方向相同。這(zhe)樣,原(yuan)(yuan)本3dz2軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)層間(jian)(jian)反(fan)鐵磁耦合,通過鎳原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)內部(bu)的(de)(de)(de)洪(hong)特(te)規(gui)則(ze),傳(chuan)遞到3dx2-y2軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)層間(jian)(jian)反(fan)鐵磁耦合,成為3dx2-y2軌(gui)(gui)道(dao)(dao)層間(jian)(jian)庫珀配對的(de)(de)(de)驅動力。

  研(yan)究團(tuan)隊創造(zao)性地引用(yong)了洪特規則(ze)解(jie)釋(shi)超導配對機制,探索了洪特規則(ze)在多體物理(li)中的(de)(de)效應(ying),同時,建立(li)了La3Ni2O7系統中超導機制的(de)(de)最簡模型,為鎳氧化(hua)物高溫超導現象提(ti)供了一種理(li)論解(jie)釋(shi)。

  從去年七月底公(gong)布在(zai)arXiv以來(lai),該(gai)研(yan)究(jiu)(jiu)成果在(zai)文獻和預印本中已經被引用(yong)超過(guo)了(le)40余次,得到了(le)領域(yu)內的(de)廣(guang)泛關(guan)注,這在(zai)強關(guan)聯(lian)物理理論方面非常少見(jian)。目前(qian),已有好幾家研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)直接采用(yong)了(le)該(gai)工作(zuo)中提出的(de)最小模型作(zuo)為(wei)出發(fa)點來(lai)研(yan)究(jiu)(jiu)La3Ni2O7中的(de)配對機制和超導現象。

  吳從(cong)軍表示,這個(ge)理論(lun)的(de)提(ti)出是基于科學家的(de)物理直覺(jue)、洞察力以及必要的(de)計算和邏(luo)輯推理。然而,正(zheng)如所有科學理論(lun)一樣,其(qi)是否能夠(gou)最(zui)終(zhong)成功(gong),是否具有普適性,還需要經受(shou)領域內(nei)未來實驗的(de)檢驗。

  西湖大學(xue)(xue)理(li)學(xue)(xue)院博(bo)士(shi)后(hou)盧晨、博(bo)士(shi)后(hou)潘志明為(wei)本論文(wen)的(de)共同(tong)第一(yi)作者;西湖大學(xue)(xue)理(li)論物理(li)講席教(jiao)授吳從軍、北(bei)京理(li)工大學(xue)(xue)楊(yang)帆教(jiao)授為(wei)本論文(wen)的(de)共同(tong)通訊作者。

  參考文獻

  [1] Chen Lu, Zhiming Pan, Fan Yang, Congjun Wu,“Interlayer-coupling-driven high-temperature superconductivity in La3Ni2O7 under pressure”,Phys. Rev. Lett. 132, 146002 (2024).

  [2] Xing-Zhou Qu, Dai-Wei Qu, Jialin Chen, Congjun Wu, Fan Yang, Wei Li, “Gang Su,Bilayer t-J-J⊥ Model and Magnetically Mediated Pairing in the Pressurized Nickelate La3Ni2O7”, Phys. Rev. Lett. 132, 036502 (2024).

  [3] Congjun Wu, ,'Unconventional Bose-Einstein Condensations Beyond the ``No-node'' Theorem' ,Mod. Phys. Lett. 23, 1 (2009).

  [4] Yi Li, E. H. Lieb, Congjun Wu, “Exact Results on Itinerant Ferromagnetism in Multi-orbital Systems on Square and Cubic Lattices”, Phys. Rev. Lett. 112, 217201 (2014) .

  [5] Shenglong Xu, Yi Li, Congjun Wu,“Sign-Problem-Free Quantum Monte Carlo Study on Thermodynamic Properties and Magnetic Phase Transitions in Orbital-Active Itinerant Ferromagnets”,Phys. Rev. X 5, 021032, (2015) .

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