在高温超导机理的研究中，Ruddlesden-Popper（RP）型镍酸盐材料已成为关键平台。这类材料可大致分为两类：一类是无限层和五层结构的方平面型镍酸盐，其电子结构与铜酸盐超导体类似，具有3d⁶电子构型和dx²−y²轨道主导的费米面拓扑结构；另一类是RP型镍酸盐超导体，包括双层、三层以及杂化的单层-双层结构单元，通常被认为同时受Ni dx²−y²和dz²轨道共同调控。dz²轨道的参与引入了单带铜酸盐所不具备的新自由度，但其在超导机理中的确切作用仍存在争议。在常压下实现RP型双层镍酸盐薄膜的超导，为利用角分辨光电子能谱（ARPES）研究能带结构与超导产生之间的关联提供了契机。然而，如何系统性地控制人工杂化超结构，并探测其本征电子结构，一直是该领域面临的重大挑战。
鉴于此，来自南方科技大学的陈卓昱副教授，薛其坤院士，李鹏助理研究员以及中国科学技术大学的沈大伟教授利用巨大的氧化性原子层外延（GAE）方法，成功生长出多种镍酸盐薄膜超结构，并系统研究了它们的超导电性与电子结构。研究发现，在相同的压缩外延应变下，单层-双层（1212）和双层-三层（2323）超结构薄膜表现出环境压力下的超导电性，其起始超导转变温度（Tconset）分别约为50 K和46 K，超过了McMillan极限。与之形成鲜明对比的是，结构构型不同但化学组成相同的单层-三层（1313）超结构薄膜却未显示超导迹象。通过结合输运测量、磁化率表征、扫描透射电子显微镜（STEM）以及极低温ARPES，研究团队揭示了超导的出现与费米面上一个由dz²轨道主导的“γ”空穴型费米口袋之间的关键联系，为理解镍酸盐超导机理提供了全新的实验依据。相关论文以题为“Superconductivity and electronic structures of nickelate thin film superstructures”发表在最新一期《nature》上。
更令人佩服的是，聂子豪同学曾在研二以第一作者身份发表一篇nature正刊。
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