成电讲堂

5月18日，新加坡国立大学Ariando教授应邀做客“学者论坛”，为师生带来题为“The Quest for High-Temperature Superconducting Nickelates”的学术讲座。活动由教师发展中心主办，物理学院和材料与能源学院共同承办。物理学院乔梁教授主持。

报告中，Ariando教授结合自身超导研究经历，回顾了其在库珀对行为机制、自旋对称性及超导结构构建等基础问题上的探索。他指出，高温超导研究既要关注材料结构特征，也要深入揭示电子、自旋、缺陷与界面等因素在超导形成中的协同作用。

报告首先聚焦铜基超导体系及相关物理机制。Ariando教授介绍了铜基材料在液氮温区超导特性方面的研究进展，指出该体系在常压条件下的特殊超导行为，为理解高温超导机制提供了重要参考。他强调，超导性能并不单纯取决于材料层数，阳离子涨落、氧空位、缺陷结构及微观动态过程等因素可能发挥关键作用。围绕Cu²⁺的3d⁹电子构型，报告提出，可通过比较不同高温超导体系的共性与差异，进一步厘清超导形成的核心因素。

随后，Ariando教授围绕镍基超导材料的设计思路与实验难点进行阐释。他从分子轨道理论和电子结构出发，分析了氧原子杂化、轨道能级变化及镍离子价态调控对材料性质的影响。报告指出，如何稳定Ni¹⁺并获得类似铜基体系的3d⁹构型，是镍基超导材料研究面临的关键挑战，也对材料合成与性能调控提出了更高要求。

在实验路径方面，Ariando教授介绍了团队围绕材料合成、界面工程和物理参数调控开展的探索。团队曾尝试采用类似脉冲激光沉积的方法制备样品，并通过软退火等工艺优化表面结构。针对理想表面难以稳定存在、材料厚度受限等问题，团队进一步探索了基底选择、钙原子引入、结构单元优化以及电子—空穴协同作用等方案。报告指出，不同基底、晶胞尺度、应变状态和压力条件均可能影响材料稳定性及关键性能参数。

报告最后讨论了超导材料在磁场和温度变化下表现出的复杂物理行为。Ariando教授介绍，在特定材料体系中，超导态会随着外加磁场增强而转变为正常态，但在更高磁场或特定低温条件下又可能重新出现，呈现出重入超导和记忆效应。他指出，这类现象表明超导转变并非简单可逆过程，而是受到自旋、交换场、极化效应和界面结构等多因素共同影响。

此次报告内容前沿、信息丰富，帮助师生进一步了解高温超导材料设计、制备与机理研究的新思路，对拓展科研视野、促进学术交流具有积极意义。