层状平面四方形镍酸盐薄膜应变工程的极限

层状平面四方形镍酸盐 Nd$_{n+1}$Ni$_{n}$O$_{2n+2}$ 是一个通过维度调控平面四方形镍酸盐电子性质的极具吸引力的系统；事实上，最近在 Nd$_{6}$Ni$_{5}$O$_{12}$ 薄膜中观察到了超导性。在此，我们研究了外延应变在合成 $n=3$ 的 Ruddlesden-Popper 化合物 Nd$_{4}$Ni$_{3}$O$_{10}$ 及随后还原为平面四方形相 Nd$_{4}$Ni$_{3}$O$_{8}$ 这两个相互竞争的需求中所起的作用。我们在 LaAlO$_{3}$ (001) 上的压应变下合成了最高质量的 Nd$_{4}$Ni$_{3}$O$_{10}$ 薄膜，而 NdGaO$_{3}$ (110) 上的 Nd$_{4}$Ni$_{3}$O$_{10}$ 表现出张应变诱导的岩盐层错，但保留了类似块体的输运性质。SrTiO$_{3}$ (001) 上的 Nd$_{4}$Ni$_{3}$O$_{10}$ 中形成了高密度的扩展缺陷。在 LaAlO$_{3}$ 上还原的薄膜变为绝缘体，并形成压应变诱导的 $c$ 轴倾斜缺陷，而 NdGaO$_{3}$ 上的 Nd$_{4}$Ni$_{3}$O$_{8}$ 薄膜具有金属性。这项工作为 Nd$_{n+1}$Ni$_{n}$O$_{2n+2}$ 薄膜的合成提供了一条途径，并设定了通过外延对这些化合物进行应变工程的能力极限。