高压下双层镍酸盐超导体的发现为高滚动温度(high-TC)超导性开启了新篇章。关联词AG百家乐下载，高压条款和杂质相的存在艰涩了对其超导特色和潜在应用的全面讨论。
鉴于此，南边科技大学陈卓昱副种植与院士申诉了双层镍酸盐外延薄膜中在麦克米兰极限(40K)以上初始的环境压力超导性。使用巨型氧化原子层外延(GOALL-Epitaxy)在SrLaAlO 4基底上助长三晶胞(3UC)厚的La 2.85Pr 0.15Ni 2O 7纯相单晶膜。电阻率测量和磁场响应标明肇始温度为TC=45K。零电阻滚动阐扬出与Berezinskii–Kosterlitz–Thouless(BKT)类步履一致的特色，TBKT=9K。通过互感装配在TM=8K时不雅察到迈斯纳抗磁效应，与BKT类滚动一致。平面内和平面外临界磁场阐扬出各向异性。扫描透射电子显微镜(STEM)图像和X射线互易空间映射(RSM)清楚，双层镍酸盐薄膜在NiO2平面相对于块体~2%相关外延压缩应变下选择四方相。该讨论收尾为在环境压力条款下全面讨论镍酸盐超导体以及通过异质结构中的应变工程探索更高滚动温度下的超导性铺平了谈路。相关讨论后果以题为“Ambient-pressure superconductivity onset above 40 K in (La,Pr)3Ni2O7 films”发表在最新一期《Nature》上。
【超导双层镍薄膜】
作家通过轮换激光烧蚀La0.95Pr0.05x和NiOx靶材（该次第不同于范例脉冲激光千里积或分子束外延，因为它在基板近邻选择强臭氧通量，在薄膜生永劫仔细死一火氧化气象），作家在SrLaAlO4上造成了三晶胞(3UC)双层结构。动作基板会对双层镍酸盐膜施加压缩应变，从而有用地将面内晶格参数缩短至约3.75Å（比拟于块体的3.83Å）。同期，平面外晶格常数略有扩大，作家怀疑这促进了双层镍酸盐的超导性。著述强调，在主要助长（在氧气/臭氧夹杂物中在750°C近邻进行）之后，样品在略高的臭氧分压下在575°C下进行后退火要领。作家仔细指出，后退火不会透澈更正晶体结构，但它对于已矣最好超导性至关进攻（即调理氧化学计量或填充氧空位）。强臭氧通量确保了精准的氧化学计量。在臭氧中以575°C进行后退火可进一步优化超导性能。
图1整合了对于超导特色的中枢收尾。电阻率随温度变化的弧线呈现两步下落趋势。第一次下落初始于45K近邻（界说为肇始TC），而20K近邻的低温下落导致电阻为零或接近零，这是无序或超薄系统中二维超导的特征。14T的磁场实质上阻挡了滚动，证实了其超导性质。此外，低于~20K的电阻率分析标明存在类似BKT的滚动，产生9K的BKT温度。这个较低的温度反应了全局相位相关性的初始。霍尔测量清楚霍尔总计接近于零，这意味着电子空穴赔偿和多带传输。
图 1. 超导双层镍薄膜
【磁场响应】
为了确发扬正的超导相，作家使用了双线圈互感装配：一个驱动线圈和一个拾取线圈，样品置于两者之间。当样品滚动为超导体时，它会部分排出磁场，从而更正拾取线圈的电压。在约 8K 时不雅察到抗磁屏蔽（迈斯纳效应）的初始，这与从电阻率中索要的 BKT 温度一致。该一致性标明，AG真人百家乐下载尽管配对波动出现时更高的温度下（45K 初始），但全局相位相关性在 8-9K 傍边出现。他们测量不同方针的枢纽场：平面外⊥Bc⊥清楚接近线性的温度依赖性。平面∥Bc∥更大，体式与2D Ginzburg–Landau模子一致。这种较着的取向依赖性是准二维超导体的特征。在 14T 下进行的单独角度讨论进一步证实了这种二维步履：测量的滚动温度与角度的关系稳妥 Tinkham 模子，该模子斟酌赶快与薄膜平面皆备平行时会出现尖锐的“尖点”。
图 2. 双层镍薄膜的磁场响应
【超导双层镍酸盐薄膜的扫描透射电子显微镜】
高永别率电子显微镜对于阐明莫得非预期的RP相或大畛域不均匀性至关进攻，大面积高角度环形暗场(HAADF)图像清楚均匀的单相膜。膜与基底之间有较着的界面，莫得较着的共生相。能量色散X射线光谱证实Ni保留在膜内，Al保留在基底中。在第一个晶胞中不雅察到来自SrLaAlO 4的少许Sr扩散，这可能会稍许掺杂界面区域。然则，它不会莽撞全体层结构。作家不雅察到(La,Pr)O–NiO2–(La,Pr)O–NiO2–(La,Pr)O单位的类似堆叠，这是双层镍酸盐的特征。此考据排斥了La4Ni3O10或La2NiO4等替代相。此外，电子能量亏蚀谱(EELS)检测到O 旯旮上的预峰，标明存在有限的p-d杂化。这种强杂化频频与高TC超导性相关的相关电子态的存在相关。
图 3. 超导双层镍薄膜的扫描透射电子显微镜
【双层镍酸盐薄膜的 X 射线衍射 (XRD) 和倒易空间映射 (RSM)】
对于SrLaAlO 4上的3UC La 2.85Pr 0.15Ni 2O 7薄膜，测得的平面外晶格常数为20.74Å，比本色长约1%。同期，薄膜在平面内被压缩约2%。Kiessig条纹：主要衍射峰周围的尖锐条纹解说名义光滑且厚度均匀（3UC约为6-7nm）。倒易空间图：作家相聚了各式基底布拉格峰周围的RSM。总计薄膜和基底都阐扬出换取的平面内动量，这意味着薄膜皆备相关应变。这也证实了四方对称性而不是正交畸变。通过比较不同的基材（LaAlO 3与SrLaAlO 4）和掺杂水平（La 3Ni 2O 7与La 2.85Pr 0.15Ni 2O 7），他们发现SrLaAlO4施加了更强的压缩应变，这对于在环境压力下已矣高C超导相至关进攻。
图 4. 双层镍薄膜的X射线衍射（XRD）和互相空间映射（RSM）
【归来】
总的来说，这项讨论设备了一条无需高压电板即可讨论双层镍酸盐超导性的可行道路。通逾期骗薄膜工程和掺杂，作家为更多关联镍酸盐超导性基人性质的践诺铺平了谈路，包括潜在的轨谈选拔性电子配对和多带费米面。将来的职责不错系统地更正应变、掺杂或薄膜厚度，以将超导滚动推向更高的温度。因此，在环境条款下在双层镍酸盐中展示40K以上的慎重超导气象代表着一项枢纽冲破，为揭示此类相关氧化物中高温超导性背后的物理旨趣提供了一个新平台。
泉源：高分子科学前沿
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