由中国科学院高能物理研究所、美国阿贡国家实验室、布鲁克海文国家实验室、亚利桑那州立大学组成的研究团队，首次利用同步辐射meV能量分辨的非弹性X射线散射技术厘清了镍基超导体中密度波相的微观起源。相关研究成果以“Lattice-charge coupling in a trilayer nickelate with intertwined density wave order”为题，于2026年1月23日正式发表于《物理评论X》（Phys. Rev. X 16, 011013 (2026)）。
高温超导的微观机制是《科学》杂志发布的“125个前沿科学问题”之一，一旦破解将有望设计出室温超导材料并引发一系列变革性技术的产生。作为目前世界上（近）常压第三类高温超导家族，镍基超导家族一经发现就迅速引发研究热潮。其中作为相图中超导相的“邻居”，电荷/自旋密度波相（CDW/SDW）的起源以及与超导相之间的关联一直是凝聚态物理领域中悬而未决的核心问题。传统理论框架认为这类电荷和自旋的“交织序”通常伴随着明显的晶格响应（如声子软化现象）。本项工作首次通过高分辨率非弹性X射线散射对三层镍基超导体RE4Ni3O10 (RE=Pr,La)，发现在宽温度范围内CDW波矢处均未出现明显声子异常，与传统物理图像不符。结合声子密度泛函理论和电子磁化率计算，进一步证明该交织有序态是由电子的自旋自由度驱动主导而稳定。这一结果与以往在铜基超导体中的观测形成鲜明对比，揭示了一种与晶格耦合极弱的交织电子有序态，并凸显了自旋自由度在镍基超导体中的关键作用。本项工作为该类体系中密度波与超导的关联机制提供了关键证据与新的视角。
多学科研究中心的贾逊特聘青年研究员参与该项工作的总体设计，并主导了实验开展、数据分析与论文的撰写工作，为该工作的第一作者兼共同通讯作者。
论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/s5j9-cbg7。
图1：三层镍基超导体RE4Ni3O10中交织的电荷/自旋密度波序示意及相变温度的确定
图2：宽温度范围内电荷密度波波矢附近声子线形的细致分析
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