高温超导 Ruddlesden-Popper 镍酸盐薄膜的制备与优化
超导电性
2026-03-05 v3
摘要
在无压环境下发现镍酸盐高温超导性为探索 underlying 超导机制提供了新平台。然而，Ruddlesden-Popper 镍酸盐 Lnn+1NinO3n+1 (Ln = lanthanide) 的热力学 metastability 在实现对其结构和氧气平衡精确控制方面 presents significant 挑战。本研究在 LaAlO3 和 SrLaAlO4 基底上使用巨氧化物原子层级外生长法建立了系统化的生长相纯、高品质 Ln3Ni2O7 薄膜的方法。处于 ultrastrong 氧化臭氧大气条件下生长的薄膜无需进一步 post annealing 即可实现超导性。具体而言，optimal Ln3Ni2O7/SrLaAlO4 超导薄膜的起始转变温度 (Tc,onset) 为 50 K。确定了影响 Ln3Ni2O7 薄膜晶体质量和超导性能的四个关键因素：1) 精确的阳离子配比控制抑制次相形成；2) 完整的原子层级覆盖搭配上 3) 优化的界面重构最小化堆积缺陷；4) 准确的氧气含量调节对于实现单一超导转变和高 Tc,onset 至关重要。这些发现为多种氧化物高温超导薄膜的原子层级外生长提供了宝贵见解。
引用
@article{arxiv.2508.18107,
title = {Preparation and optimization of high-temperature superconducting Ruddlesden-Popper nickelate thin films},
author = {Wei Lv and Zihao Nie and Heng Wang and Haoliang Huang and Guangdi Zhou and Qikun Xue and Zhuoyu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.18107},
year = {2026}
}