Nd 掺杂增强 La$_{3-x}$Nd$_x$Ni$_2$O$_7$ 垂直键合，使超导临界温度接近 100 K

系统地控制 bilayer Ruddlesden-Popper 镍酸盐 La$_3$Ni$_2$O$_7$ 的超导转变温度 ($T_\text{c}$) 仍是一大挑战。本文通过合成高品质多晶体 La$_{3-x}$Nd$_x$Ni$_2$O$_7$ ($0 \leq x \leq 2.4$)，实现了纪录水平的稀土掺杂。Nd 掺杂压缩晶格，尤其是沿 c 轴方向，增强自旋密度波转变温度，并提升正交构象到四方构象结构转变所需的应力。所有掺杂水平下在高压下均可观察到超导性，其中 $x = 2.1$ 和 $2.4$ 处的电子输运测量显示超导起始温度可达约 93~K。运用射频传输技术，这一技术首次被应用于镍酸盐超导体，我们检测到 $x=2.4$ 组分中超导信号为 $98 \pm 2$~K，进一步推动了 $T_\text{c}$ 的边界。我们识别出 $T_\text{c}$ 与 c 轴晶格参数之间存在普遍的线性关系，约为 $-28$~K/\AA，表明增强的垂直磁交换耦合是超导配对的主要机制。本工作确立了磁性在其中作用的关键性，并为提升 bilayer 镍酸盐的 $T_\text{c}$ 提供了统一的结构描述。