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物质的高温超导特性（温度77K以上），即在液氮温区或以上温区实现其奇特的零电阻、反磁性和量子隧道效应，一直是物理学家和材料学家关注的热点。
这样的高温超导材料一般有两种：钇钡铜氧（YBCO）和铋锶钙铜氧(BSCCO)。1986年柏诺兹和缪勒发现鑭钡铜氧体系可在35K时实现超导（1987年诺贝尔物理学奖工作），引发了更高温度超导的系列氧化物的相继发现：1987年美国吴茂昆（朱经武）等和我国物理所赵忠贤等发现了90K的YBCO超导体，首次突破液氮温度壁垒。同年底，我国留美学者盛正直等跳出稀土元素首次发现了铊钡铜氧高温超导体。次年初，日本研制成临界温度110K的BSCCO超导体。紧随其后，盛正直等又进一步发现了125K 铊钡钙铜氧超导体。数年后（1993年），法国科学家发现了135K 的汞钡钙铜氧超导体。2023年我国中山大学王猛教授等首次发现液氮温区的镍氧化物全新高温超导体系，成为人类发现的第二种液氮温区非常规超导材料。2024年中国科学院物理研究所程金光研究员和周睿研究员等，在双镍氧层钙钛矿材料La2PrNi2O7中实现了块体高温超导电性。其三元氧化物La₃Ni₂O₇在约80K展现出的超导性，被视为探索新型高温超导体的重要突破。然而，究竟是什么机制导致了其极高的超导转变温度（Tc）？这是材料科学和凝聚态物理领域亟需解答的重要科学问题。
Fig. 1 | GW self-energy effects in electronic structure and electron-phonon coupling.
来自美国南加州大学是尤景阳、李争路等完成的一项最新研究，对La₃Ni₂O₇的电子-声子耦合特性及其对超导性的潜在贡献作了深入的第一性原理研究。他们发现，La₃Ni₂O₇的电子-声子耦合常数λ ≲ 0.5，远低于支撑高Tc所需的强度。这表明，声子介导的传统超导机制难以解释这种高温超导性，暗示其超导性可能具有非常规起源。
Fig. 2 | DFT+U and frozen-phonon calculations.
作者们进一步采用GW自能修正和Hubbard U方法来研究库仑相互作用对电子-声子耦合的影响。结果发现，这些关联效应虽然增强了电声耦合强度，但声子机制依然不足以解释超导现象。此外，作者还评估了电子掺杂（如氧空位）和不同结构相对材料费米能级附近电子特性的影响，结果同样支持上述结论。不过值得注意的是，La₃Ni₂O₇的电子-声子耦合图景与无限层镍酸盐具有显著差异。
Fig. 3 | Alternative structural phase.
该研究的重要发现不仅为理解La₃Ni₂O₇的超导性提供了新线索，还为探索镍基超导体的多样性和潜在应用提供了理论依据。作者的研究对揭示高温超导体背后的微观机理具有重要意义，同时也为研究电子相关性和多体相互作用对凝聚态材料性能的深远影响提供了新思路。该文近期发表于npj Computational Materials 11: 3 (2025)，英文标题与摘要如下，点击左下角“阅读原文”可以自由获取论文PDF。
Unlikelihood of a phonon mechanism for the high-temperature superconductivity in La3Ni2O7
Jing-Yang You, Zien Zhu, Mauro Del Ben, Wei Chen & Zhenglu Li
The discovery of ~80 K superconductivity in nickelate La3Ni2O7 under pressure has ignited intense interest. Here, we present a comprehensive first-principles study of the electron-phonon (e-ph) coupling in La3Ni2O7 and its implications on the observed superconductivity. Our results conclude that the e-ph coupling is too weak (with a coupling constant λ ≲ 0.5) to account for the high Tc, albeit interesting many-electron correlation effects exist. While Coulomb interactions (via GW self-energy and Hubbard U) enhance the e-ph coupling strength, electron doping (oxygen vacancies) introduces no major changes. Additionally, different structural phases display varying characteristics near the Fermi level, but do not alter the conclusion. The e-ph coupling landscape of La3Ni2O7 is intrinsically different from that of infinite-layer nickelates. These findings suggest that a phonon-mediated mechanism is unlikely to be responsible for the observed superconductivity in La3Ni2O7, pointing instead to an unconventional nature.