近日🧜🏼♂️，理學院物理系上海市高溫超導重點實驗室碩士生陳銘瑤和博士生劉慧敏在導師尹鑫茂教授的指導下👺，與合作者在國際知名期刊《ACS Nano》（中國科學院一區top期刊）上發表題為《Uncovering an Interfacial Band Resulting from Orbital Hybridization in Nickelate Heterostructures 》的研究論文。文章的合作者有🏊🏽♂️：列日大學何旭博士🙆♂️、新加坡國立大學陳智新博士、美國太平洋國家實驗室王樂博士、上海市高溫超導重點實驗室的蔡傳兵教授🚣🏼♀️、實驗師李敏娟老師（共同第一作者）、孫碩副教授、周迪帆副研究員等。万事平台物理系上海市高溫超導重點實驗室是論文的第一完成單位和通訊單位💁🏻♀️。
高溫超導材料的發現不僅推動了材料科學和凝聚態物理等前沿領域的發展，提高其超導轉變溫度也成為科學家們不斷追求的新目標🥉。最近，研究人員在無限層鎳氧化物薄膜中發現了超導電性（鎳基超導），為超導物理和材料研究開辟了新的方向🍊。新的研究表明，在鎳氧化物材料中觀察到金屬-絕緣體相變（MIT），同時在電阻開關等多種應用中的性能大大提升了，這也為氧化物電子設備的設計提供了靈活性。此外👦🏽，鎳氧化物氧八面體的旋轉和扭曲導致氧化物/基底界面的不對稱，使其在自旋-雙耦合特征的形成中起著關鍵作用👩🏼🔬😹，從而產生了多種界面現象。調節鎳氧化物系統電子和磁結構的界面效應在開發新型電子設備🚵🏿♂️、傳感器和磁性材料方面的研究提供了有利的環境，而且有助於探索界面內獨特而復雜的特性。
在這項工作中，尹鑫茂教授團隊通過脈沖激光沉積技術（PLD）在不同單晶襯底上製備了不同厚度的鎳氧化物NdNiO3(NNO)薄膜。通過整合多種先進、獨特的光譜學手段🏌🏿♂️，包括：同步輻射X射線吸收光譜(XAS)🧭，橢圓偏振光譜和同步輻射X射線衍射(XRD)等光譜技術，並結合第一性原理計算，在SrTiO3(STO)襯底上的鎳氧化物的薄膜中發現了一個新的未占據能帶。並揭示了在NNO/STO界面處😫，STO襯底的Ti 3d軌道和NNO薄膜的O 2p軌道之間存在很強的軌道雜化。而這復雜的界面軌道雜化效應正是NNO薄膜發生相變的關鍵原因🧑🦼🕵🏻。該研究利用獨特光譜技術闡明了鎳氧化物在金屬絕緣相變前後的電子結構變化過程👨🏻🦯➡️。這一重大發現突出了界面軌道雜化的重要性，並促進了相變工程的發展，為研究復雜氧化物異質結構中的界面效應提供了有價值的方法和見解👨👩👧👧。
本工作得到國家自然科學基金 (52172271,12374378,52307026)，國家重點研發計劃 (2022YFE03150200)🏃🏻，上海市科技創新計劃 (22511100200)等的支持。近年來，上海市高溫超導重點實驗室在高溫超導關鍵成材技術🚲、超導量子磁通渦旋⛎、超導量子約瑟夫森結型器件、非常規高溫超導🤿🧗♂️、強關聯氧化物電子自旋和超導強電應用等方向上形成了很好的國際化研究氛圍，實驗室青年人才在量子功能材料與高溫超導領域具有很好的國際影響力，近年來主辦國內外學術會議或在重要學術會議上作大會報告30余次，主持或參與國家重點研發計劃、中國科學院戰略先導專項或上海市重大重點項目🌈、國家標準等十多項🤰🏿。
論文鏈接👩🏻🏭：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09921
