【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】 近日，理學(xué)院物理系上海市高溫超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室尹鑫茂課題組在國際期刊《Nature Communications》上發(fā)表題為《Checkerboard-type Zhang-Rice States in Overdoped Cuprate Superconductors》的研究論文。該工作聚焦高溫銅氧化物超導(dǎo)機(jī)理這一凝聚態(tài)物理與量子物態(tài)領(lǐng)域的核心科學(xué)難題，系統(tǒng)揭示了重過摻雜區(qū)域銅氧化物低能電子結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律，并提出棋盤型Zhang-Rice態(tài)新圖像，為理解高溫超導(dǎo)相圖及量子物態(tài)演化提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)與理論依據(jù)。上海大學(xué)理學(xué)院2022級(jí)博士生劉熊芳、2024級(jí)博士生寧苑杰為該文章的共同第一作者，通訊作者為上海大學(xué)尹鑫茂教授，合作者包括上海大學(xué)蔡傳兵教授、曾志剛副教授、周迪帆副教授。上海大學(xué)為第一完成單位和通訊單位。
 

　　高溫銅氧化物超導(dǎo)體是強(qiáng)關(guān)聯(lián)量子物態(tài)研究中最重要、最富挑戰(zhàn)性的體系之一，其微觀超導(dǎo)機(jī)制長期被視為凝聚態(tài)物理的“圣杯”問題。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，摻雜空穴形成的Zhang-Rice singlet(ZRS)是描述銅氧化物低能電子結(jié)構(gòu)的基石。然而，在超導(dǎo)逐漸消失的重過摻雜區(qū)域，ZRS圖像是否仍然適用、電子結(jié)構(gòu)如何演化，一直是爭(zhēng)議不斷的關(guān)鍵問題，也是檢驗(yàn)銅氧化物低能有效理論適用邊界的“試金石”。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)制備了覆蓋x = 0.15–0.60寬摻雜范圍的 La2-xSrxCuO4高質(zhì)量外延薄膜，并綜合利用同步輻射X射線吸收譜、橢圓偏振光譜和電輸運(yùn)測(cè)量，結(jié)合三軌道模型量子蒙特卡洛(DQMC)計(jì)算，系統(tǒng)研究了從最佳摻雜到重過摻雜區(qū)域的電子結(jié)構(gòu)演化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)摻雜超過約x = 0.2后，Zhang-Rice相關(guān)電子態(tài)出現(xiàn)明顯重構(gòu)，并伴隨新的光譜特征和載流子響應(yīng)變化?；趯?shí)驗(yàn)與理論結(jié)果，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出了棋盤格式 Zhang-Rice電子構(gòu)型(如圖所示)。該成果將銅氧化物低能電子結(jié)構(gòu)描述拓展至重過摻雜區(qū)，為理解超導(dǎo)相圖中超導(dǎo)消失、正常態(tài)演化和量子相變提供了新的微觀線索，也為檢驗(yàn)t-J模型等低能有效理論在重過摻雜區(qū)的適用性提供了重要實(shí)驗(yàn)約束。
 

　　該成果是尹鑫茂教授團(tuán)隊(duì)在高溫超導(dǎo)微觀機(jī)理與量子物態(tài)方向取得的重要國際前沿進(jìn)展，彰顯了上海市高溫超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在前沿基礎(chǔ)研究中的持續(xù)創(chuàng)新能力。尹鑫茂教授團(tuán)隊(duì)立足國家量子科技發(fā)展戰(zhàn)略與后摩爾時(shí)代集成電路產(chǎn)業(yè)變革的重大需求，在創(chuàng)新型光譜技術(shù)、低維物理量子態(tài)與器件化應(yīng)用等領(lǐng)域持續(xù)攻關(guān)，取得具有國際影響力的突破，多次在Science子刊、Nature子刊、PRL、AM等頂級(jí)期刊發(fā)表研究成果，四篇論文入選ESI高被引論文。團(tuán)隊(duì)未來將持續(xù)致力于在量子新物態(tài)、量子功能器件等研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)原理與核心器件的源頭創(chuàng)新，為國家量子信息領(lǐng)域的自主可控和產(chǎn)業(yè)升級(jí)貢獻(xiàn)力量。
 

　　引用：理學(xué)院物理系尹鑫茂課題組在《Nature Communications》上發(fā)表最新成果-上海大學(xué)【引用時(shí)間：2026年10月4日】