軌道相關的費米速度的倒數(shù)在增加，也就是鎳原子軌道的權重在增加。而之前有文獻發(fā)現(xiàn)La3Ni2O7中兩個鎳原子軌道的層間耦合會有利于產生s±的超導對稱性 [9-10]。這也就解釋了為什么在La3Ni2O7中鎳原子的eg晶體場劈裂變大時，會產生從d波到s波的轉變。同時，我們也發(fā)現(xiàn)在La3Ni2O7經歷從d波到s波的轉變時，費米面的形狀幾乎沒有發(fā)生改變。這說明La3Ni2O7的超導對稱性強烈依賴于費米面上的很多“細節(jié)”，而僅通過費米面的形狀是無法直接預言超導性質的。$d_{3z^2-r^2}$

復雜氧化物La3Ni2O7因高壓相中發(fā)現(xiàn)高溫超導性而引發(fā)廣泛關注，但其超導配對對稱性在理論上尚未達成共識。我們結合基于密度泛函理論（DFT）的第一性原理計算和線性化的能隙方程計算發(fā)現(xiàn)La3Ni2O7的配對對稱性敏感地依賴于鎳原子的兩個eg軌道的晶體場劈裂。當鎳原子eg軌道的晶體場劈裂稍加增大時，即使費米面的形狀沒有發(fā)生改變，La3Ni2O7的配對對稱性從d波轉變成s波。我們工作說明多軌道超導體的超導性質敏感地依賴于費米面上的“精細細節(jié)”。

2023年夏天，中山大學的王猛教授團隊及其合作者發(fā)現(xiàn)Ruddlesden-Popper結構的鎳氧化物La3Ni2O7在大約14GPa壓強下發(fā)生正交到四方的結構相變，同時出現(xiàn)了轉變溫度高達80K左右的超導 [1]。高壓下四方結構的La3Ni2O7，它的費米面具有三頁結構(three sheet Fermi surface, 見圖1a),由兩個鎳原子各自的兩個eg軌道組成 [2]。這種由多軌道形成的費米面與常見的高溫超導體銅氧化物的單軌道費米面有明顯不同。基于La3Ni2O7的低能電子結構，許多文獻構筑不同的有效模型，并提出不同的超導配對機制。但迄今為止，尚未對La3Ni2O7最有利的配對對稱性達成共識。有文獻發(fā)現(xiàn)La3Ni2O7的超導對稱性類似于鐵基超導的s±(A1g) [3-5]，但也有文獻發(fā)現(xiàn)La3Ni2O7的超導對稱性是d波（dxy(B2g)或者dx2?y2(B1g)）[6-8]。

本工作結合基于密度泛函理論（DFT）的第一性原理計算和線性化的能隙方程計算，研究高壓下四方相的La3Ni2O7的超導配對對稱性。我們通過計算發(fā)現(xiàn)：當使用最大局域化Wannier函數(shù)擬合嚴格重現(xiàn)DFT能帶的時候，La3Ni2O7的超導對稱性是d波（對稱性dxy(B2g)）。但更重要的發(fā)現(xiàn)是：當La3Ni2O7中鎳原子的兩個eg軌道的晶體場劈裂稍微增加，La3Ni2O7的超導對稱性便從d波（對稱性dxy(B2g)）轉變成s波(對稱性s±(A1g)),見圖1b。這種轉變的原因是當La3Ni2O7中鎳原子的eg晶體場劈裂變大時，M點的磁化率會下降，而Γ點的磁化率則上升。這說明面內的關聯(lián)在減弱，而層間的關聯(lián)在上升。另一方面，當La3Ni2O7中鎳原子的eg晶體場劈裂變大時，跟鎳原子

圖1a: 高壓下四方結構的La3Ni2O7的費米面。圖1b:當La3Ni2O7中鎳原子的兩個eg軌道的晶體場劈裂稍微增加，La3Ni2O7的超導對稱性便從d波（對稱性dxy(B2g)）轉變成s波(對稱性s±(A1g))。高壓下的La3Ni2O7處在d波與s波的相變臨界點附近（藍色區(qū)域）。

本工作于2025年1月26日以“Sensitive dependence of pairing symmetry on Ni-egcrystal field splitting in the nickelate superconductor La3Ni2O7”為題發(fā)表于國際期刊Nature Communications上。上海紐約大學（NYU Shanghai）的陳航暉教授為本文的通訊作者。上海紐約大學的夏程亮博士和布朗大學(Brown University)的劉泓泉同學（上海紐約大學2023屆本科生）為本文的共同第一作者。上海紐約大學2026屆本科生周圣杰同學也參與了本工作。本工作受到了國家自然科學基金和上海市科學技術委員會的資助。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56206-0