层间电子相干性联系 Ruddlesden-Popper 镍酸盐的磁性与超导电性

电子维度对 Ruddlesden-Popper (RP) 镍酸盐磁性与超导电性的影响程度尚无定论。本文报道了对双层和三层 RP 镍酸盐高质量单晶进行的高精度晶轴分辨直流输运测量。采用六端几何结构，我们在同一晶体上自洽地测定了本征面内电阻率（$\rho_\parallel$）和面外电阻率（$\rho_\bot$），同时最大限度地减少了高度各向异性导体中与电流再分布相关的不确定性。我们揭示了双层和三层镍酸盐中强烈的本征电子各向异性，这与传统四探针测量推断出的弱各向异性形成对比。此外，$\rho_\bot$ 表现出非单调的温度依赖性，揭示了层间输运中普遍存在的相干-非相干交叉。在整个 RP 镍酸盐系列中，高压下观测到的最高超导转变温度（$T_c$）与环境压力下的电阻率各向异性呈负相关，表明更强的层间电子相干性有利于超导电性。另外，$\rho_\bot$ 可作为探测磁性和密度波序的异常灵敏且具有选择性的探针，表现出显著的异常，而 $\rho_\parallel$ 中仅观察到微弱的特征。我们的结果凸显了层间相干性作为一个关键组织参数，它既追踪了相关的磁关联，又与超导电性密切相关，为镍酸盐高 $T_c$ 超导电性的微观理论提供了严格约束。