祝贺孙文杰同学在《Phys. Rev. B》发表文章
近日来，无限层结构镍氧化物超导体的发现推动了对层状镍氧化物材料体系的研究，为高温超导机理的理解提供了一个崭新的平台[1]。Ruddlesden-Popper（RP）型层状镍氧化物（An+1NinO3n+1，A为三价稀土元素）因其具有与铜氧化物相似的晶体结构而受到广泛关注。通过对RP结构进行拓扑还原移除顶角氧原子后可获得T’相An+1NinO2n+2，且在n = 5时无需阳离子掺杂就有望获得理想的载流子浓度而实现高温超导态。同时，理论预测由于超交换作用的增强，可在这类化合物中实现更高的超导转变温度[2]。然而，受限于高n值RP结构的热力学稳定性，目前的研究普遍集中于n ≤ 3的RP结构中，这极大地限制了对该体系的深入研究。
基于此，我们利用分子束外延技术制备出高n值RP结构镍氧化物外延薄膜。X射线衍射以及透射电子显微技术均表明了薄膜的高晶格质量。同时，低温电输运测试结果显示RP薄膜的金属-绝缘体转变温度存在明显的n值依赖关系，这可能是由于电子跃迁积分随n值增大而增大。此外，n ≥ 3的RP薄膜的低温部分的电阻率表现出温度的对数依赖关系，这与在无限层结构镍氧化物超导体母相中观察到的现象一致[1, 3]。本工作为进一步探索高n值RP镍氧化物中可能的高温超导态提供了新的材料平台。该工作近日近日发表在Physical Review B期刊上: Phys. Rev. B 104, 184518 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevB.104.184518
[1] D. Li, et al., Superconductivity in an infinite-layer nickelate. Nature 2019, 572, 624.
[2] J. Q. Lin, et al., Strong Superexchange in a d9 − δ Nickelate Revealed by Resonant Inelastic X-Ray Scattering. Phys. Rev. Lett. 2021,126, 087001.
[3] G.-M. Zhang, et al., Self-doped Mott insulator for parent compounds of nickelate superconductors. Phys. Rev. B 2020,101, 020501(R).
