高压四方相双层 La2PrNi2O7 中的bulk高温超导性
超导电性
2024-07-09 v1 强关联电子
摘要
Ruddlesden-Popper (R-P) 双层镍酸盐 La3Ni2O7 近期被发现在 14 GPa 以上的压力下显示出高温超导性 (HTSC) 的迹象。后续研究在水压条件下实现了单晶和多晶样品的零电阻。然而，由于 filamentary 结构导致低超导体积比例，显著的铁磁信号仍缺失。新出现的 "1313" 多态形态以及竞争性的 R-P 相掩盖了 HTSC 所处相位的正确识别。因此，实现 bulk HTSC 并确定所属相位是当前最紧迫的任务。本文针对 La2PrNi2O7 掺杂镆 (Pr) 的多晶样品展开研究。我们发现，用 Pr 替代 La 可有效抑制不同 R-P 相的生长，使得材料几乎呈纯粹的双层结构。对于 La2PrNi2O7，压力诱导的正交构象向四方构象的相变在 Pc ~ 11 GPa 处发生，此之后随着进一步压缩，HTSC 逐渐出现。18-20 GPa 处的超导临界温度达到 Tconset = 82.5 K 和 Tczero = 60 K，这是已知镍酸盐超导体中最高的价值。更重要的是，通过测量约 75 K 以下的清晰铁磁信号，证实了 bulk HTSC，其对应的超导体积比例估计为 ~ 57(5)%（20 GPa）。本研究不仅解决了现存争议，也为在双层镍酸盐中探索 bulk HTSC 指明了方向。
引用
@article{arxiv.2407.05681,
title = {Bulk high-temperature superconductivity in the high-pressure tetragonal phase of bilayer La2PrNi2O7},
author = {Ningning Wang and Gang Wang and Xiaoling Shen and Jun Hou and Jun Luo and Xiaoping Ma and Huaixin Yang and Lifen Shi and Jie Dou and Jie Feng and Jie Yang and Yunqing Shi and Zhian Ren and Hanming Ma and Pengtao Yang and Ziyi Liu and Yue Liu and Hua Zhang and Xiaoli Dong and Yuxin Wang and Kun Jiang and Jiangping Hu and Stuart Calder and Jiaqiang Yan and Jianping Sun and Bosen Wang and Rui Zhou and Yoshiya Uwatoko and Jinguang Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.05681},
year = {2024}
}