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近日，动漫巴士 段德芳教授团队与中国科学院物理研究所郭静研究员、任治安研究员课题组合作，在镍基高温超导机理研究方面取得重要突破。相关研究成果以"Decoupling Structural and Electronic Drivers of Superconductivity in Tetragonal La₃Ni₂O₇₊_δ"为题，于2026年8月26日在线发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。

自铜氧化物高温超导体发现以来，寻找新型高温超导材料一直是凝聚态物理学的核心课题之一。2023年，双层镍氧化物La₃Ni₂O₇在高压下被发现具有约80 K的超导转变温度，成为继铜氧化物之后第二类超过液氮温区的非常规超导体。然而，该体系中超导的出现长期被认为与压力诱导的结构相变（从正交相到四方相）密切相关，结构相变是否是实现超导的必要前提，一直是领域内争论的焦点。

图1 La₃Ni₂O₇四方相晶体结构、电子结构及超导温度随压力变化图

针对这一关键科学问题，研究团队通过常压高氧压退火方法，成功合成了具有四方相结构的La₃Ni₂O₇₊_δ多晶样品。结合高压电输运测量和低温同步辐射X射线衍射实验，团队发现该四方相样品在高于7 GPa的压力下即出现超导转变，最大超导转变温度在16 GPa附近达到约75 K。尤为重要的是，在整个超导出现的压力范围内，样品始终维持着高对称性的四方结构，并未发生任何结构相变。这一发现表明，结构相变并非La₃Ni₂O₇体系中超导出现的先决条件。为进一步揭示超导的微观驱动力，研究团队利用密度泛函理论结合动力学平均场理论（DFT+DMFT）开展了系统的理论计算。计算结果表明，压力的升高使Ni-3d_z²轨道衍生的γ能带逐渐上移并穿越费米面，实现了轨道金属化。这种压力诱导的电子重构，而非结构相变，是超导出现的关键电子学特征。该研究通过将结构因素与电子因素进行有效"退耦"，系统揭示了四方相La₃Ni₂O₇中压力诱导电子重构驱动超导的物理图像。

该论文的共同第一作者为中国科学院物理研究所高杨帆、刘青松，以及动漫巴士 陈文轩、董桂言，动漫巴士 段德芳教授、中国科学院物理研究所郭静研究员和任治安研究员、粤港澳大湾区量子科学中心的于佳助理研究员为共同通讯作者。动漫巴士 硕士研究生蔡嘉良参与了该项工作。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、抢占科技制高点超导专项、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、青促会优秀会员等项目及国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置(SECUF)”的支持。部分理论计算工作依托动漫巴士 高性能计算中心完成。

论文链接：

//doi.org/10.1021/jacs.6c10135