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应力诱导的 Pr$_3$Ni$_2$O$_7$ 薄膜超导性

超导电性 2026-05-21 v1 材料科学

摘要

La3_3Ni2_2O7_7 在高压下发现高临界温度 TcT_{\mathrm{c}} 超导性后,Through lanthanide LnLn 替代扩大了 TcT_{\mathrm{c}} 范围,并实现了应变薄膜的常压超导性,但通过 LnLn 取代的新型双层镍酸盐的探索仍严重受制于热力学稳定性。除了批量单晶合成的困难外,本 work 报告了在应力稳定的 Pr3_3Ni2_2O7_7 薄膜中诱导的高-TcT_{\mathrm{c}} 超导性。尽管 Pr3_3Ni2_2O7_7 薄膜在常压下无论是否经 Ozone 退火处理都表现为绝缘行为,但在 22 GPa 下显示出 TT 线性金属输运和超导性,起始 TcT_{\mathrm{c}} 达到 66 K,零电阻温度接近 40 K。此外,具有较小稀土离子 Nd 的 Nd3_3Ni2_2O7_7 也可被稳定制备,但在测量的压力范围内未观察到超导性。应力稳定技术使我们能够考察 TcT_{\mathrm{c}} 和超导临界压力 PcP_{\mathrm{c}} 对于 Ln3Ln_3Ni2_2O7_7 (LnLn = La, Pr, Nd) 中 LnLn 离子的依赖性。这些结果表明,较小的 LnLn 离子需要更高的 PcP_{\mathrm{c}},这与 bulk 研究中观察到的趋势一致。这一研究表明,应力稳定是进一步扩大超导双层镍酸盐族系的强大技术。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.20653,
  title  = {Pressure-induced superconductivity in epitaxially-stabilized Pr$_3$Ni$_2$O$_7$ films},
  author = {Motoki Osada and Chieko Terakura and Hsiao-Yi Chen and Akiko Kikkawa and Masamichi Nakajima and Ryoma Asai and Jean-Baptiste Morée and Yusuke Nomura and Ryotaro Arita and Yoshinori Tokura and Atsushi Tsukazaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.20653},
  year   = {2026}
}

备注

23 pages, 9 figures