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Nat. Commun.| 黄晓丽教授等人在高压超导能隙测量技术研究中取得重要进展

时间:2025-12-03 14:52:06 点击:

近日,吉林大学物理学院黄晓丽教授团队研发了高压超导能隙测量技术,并联合中山大学王猛教授团队将该技术应用到镍基超导体研究,研究成果以“Revealing superconducting gap in La3Ni2O7-δ by Andreev reflection spectroscopy under high pressure”为题,发表在Nature Communications杂志上。

La3Ni2O7为代表的镍基超导体,在高压下展现出接近液氮温区甚至百K的超导电性,但其结构与传统的铜基和铁基超导体均不相同。这暗示该体系可能具有全新的电子配对机制与超导物理,因此成为探索超越现有BCS或强关联理论的新物理规律的重要载体。通过高压这一“洁净”的调控手段,研究其超导能隙、配对对称性及电子关联行为,有望为构建更普适的高温超导理论提供关键实验依据。

然而,受限于高压极端实验条件,此前一直缺乏对La3Ni2O7超导体超导能隙的直接微观测量。在本工作中,研究团队成功在金刚石对顶砧装置中原位构筑微型电导结,首次在20–30 GPa条件下实现高质量的Andreev反射谱测量,获得了清晰的微分电导谱。BTK模型拟合揭示了La3Ni2O7-δ在高压下具有双能隙结构,能隙值分别为23 meV和6 meV。其中较大能隙对应的耦合强度比达到7.41,属于强耦合超导范畴。通过对比多种超导对称性模型,实验数据更倾向于支持以s波为主导的双能隙特征。此外,在低温图谱中观测到约60 meV的玻色模,表明该体系中准粒子与集体激发之间存在显著相互作用,这对于理解非常规超导机理具有关键意义。

本研究在高压超导实验技术方面取得重要进展,建立了一套适用于高压环境的原位点接触谱测量方案,为高压超导体的微观物性探测提供了新的技术路径。该成果不仅为理解La3Ni2O7的高温超导机制提供了重要数据,也为高压下高温超导体系的深入研究奠定了技术基础。

 

文章第一作者为吉林大学物理学院博士研究生郭鉴宁和陈昱志,通讯作者为吉林大学黄晓丽教授和中山大学王猛教授。该研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目的资助。

论文全文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-025-65865-y