题目：镍氧化物高温超导的研究历程

报告人：张广铭 教授，上海科技大学/清华大学

时间：2026年1月22日（周四）下午15:00

地点：国家脉冲强磁场科学中心B206

报告摘要：

镍氧化物超导是近年来新发现的非常规超导体系，分别为Ln_n+1Ni_nO_3n+1和Ln_n+1Ni_nO_2n+2钙钛矿结构，其中Ln代表稀土元素La、Pr、Nd等。2019年，美国科学家首先在Nd_1-xSr_xNiO₂薄膜中发现超导电性，但超导转变温度仅有15K，压力下也未超过40K。2023年，中国科学家在双层镍氧化物La₃Ni₂O₇单晶材料中，通过施加高压发现接近80K的高温超导电性(Sun, et. al., Nature 621, 493)。镍氧化物La₃Ni₂O₇材料体系的基本特征为：Ni为+2.5价，d_z²轨道接近半满，d_x²_-y²轨道接近1/4占据，完全不同于铜氧高温超导体中Cu²⁺的半满d_x²_-y²电子结构。根据这些独特结构，我们首次提出了一个包含d_x²_-y²和d_z²轨道电子的双层有效微观模型，并明确指出层间的d_z²轨道电子通过顶点氧形成σ和反σ键能带，而局域的电子库伦排斥相互用将导致一个层间on-site反铁磁海森堡自旋耦合。在高压下，强的层间on-site反铁磁海森堡自旋耦合导致d_z²轨道电子配对，通过与巡游的d_x²_-y²轨道电子的杂化，产生非常规超导电性。为此，我们还提出了一个双层镍氧化物超导的两分量理论，该理论代表了一种新的配对机制，揭示了双层镍氧化物高温超导和铜氧化物高温超导的本质区别，对建立普适的高温超导微观机理具有重要意义。

报告人简介：

张广铭，上海科技大学物质学院学术院长，清华大学物理系“九坤”讲座教授。1991年获上海交通大学凝聚态物理学博士学位，先后在意大利国际理论物理中心（ICTP）和伦敦帝国理工大学任研究助理。1997年任清华大学高等研究中心研究员，2004年至今任清华大学物理系教授，历任清华大学凝聚态物理研究所所长和低维量子物理国家重点实验室副主任。长期研究凝聚态物理学中的量子多体问题，提出严格求解二维Kitaev量子自旋模型的新方法；建立二维量子数分数化激发的统一理论；构建一维量子整数自旋链拓扑态的普适类；发展关联电子多体系统中近藤共振和磁性关联的量子多体理论；与实验组合作，首次发现液氮温区镧镍氧La₃Ni₂O₇压力下非常规超导电性,入选2023年中国科学十大进展。1999年获香港求是科技基金会杰出青年学者奖，2001年获国家杰出青年基金资助，2011年获中国物理学会叶企孙物理奖。