La3Ni2O7-{\delta}中氧空位与自掺杂配体空穴的可视化

近期在高压下发现 La3Ni2O7-{\delta}具有约 80 K 的转变温度的超导电性，引发了广泛的实验与理论努力。关于配对机制的几个关键问题仍有待解答，例如最相关的原子轨道以及原子缺陷的作用。在此，我们开发了一种新的能量过滤多层切片电子叠层成像技术，并辅以电子能量损失谱，以解决这些关键问题。我们直接观测到了氧空位，发现它们主要占据内部顶角位点，这被认为对超导电性至关重要。我们精确测定了纳米尺度的化学计量比及其与氧 K 边谱的相关性，揭示了样品内部氧含量和电子结构的显著不均匀性。光谱结果还表明，化学计量比的 La3Ni2O7处于电荷转移区，其空穴是从 Ni 位点自掺杂到 O 位点的。研究发现外部顶角氧与低能物理过程相关性较小，在理论模型中可以安全地忽略。这些观测结果将有助于超导镍酸盐材料的进一步开发与理解。我们这种量化原子缺陷的成像技术也可广泛应用于材料科学和凝聚态物理领域。