高压低温条件下 La3Ni2O7 中超导态所对应的结构
超导电性
2025-02-05 v2 材料科学
摘要
最近，在镍酸盐（La3Ni2O7）中约 15 - 40 GPa 条件下报道了一种 Tc = 80 K 的新型超导体（Nature, 621, 493, 2023）[1]，这是除铜氧化物外第二类 Tc 高于液氮温度的非传统超导体。然而，该报告绘制的相图主要基于低温高压条件下的输运测量，而所假设的相应 X 射线衍射（XRD）结果是在室温下进行的。这促使我们开展原位高压低温同步辐射 XRD 实验，以确定是哪一相导致了高 Tc 态。除正交 Amam 结构向正交 Fmmm 结构的相变外，当样品在 40 K 压缩至 19 GPa 时，发现了空间群为 I4/mmm 的四方相，此时 La3Ni2O7 发生超导。基于该四方结构的计算表明，接近费米能级的电子态主要由位于氧八面体晶体场中的 Ni 原子的 eg 轨道（3dz2 和 3dx2-y2）主导。分析了 Tc 与该结构演化（尤其是 Ni-O 八面体规则性与面内 Ni-O-Ni 键角）之间的关联。本工作为辨识双层镍酸盐中最可能导致超导的相提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2311.09186,
title = {Structure responsible for the superconducting state in La3Ni2O7 at high pressure and low temperature conditions},
author = {Luhong Wang and Yan Li and Shengyi Xie and Fuyang Liu and Hualei Sun and Caoxin Huang and Yang Gao and Takeshi Nakagawa and Boyang Fu and Bo Dong and Zhenhui Cao and Runze Yu and Saori I. Kawaguchi and Hirokazu Kadobayashi and Meng Wang and Changqing Jin and Ho-kwang Mao and Haozhe Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.09186},
year = {2025}
}