环境压力下双层镍酸盐超导薄膜突破McMillan极限：迈向高温超导新纪元

为解决高压条件和杂质相限制镍酸盐超导研究的问题，的研究人员开展了环境压力下双层镍酸盐超导薄膜的研究。他们通过GOALL-Epitaxy技术制备了La2.85Pr0.15Ni2O7薄膜，实现了45 K的超导起始温度，突破McMillan极限（40 K）。该研究为镍酸盐超导体的深入研究及更高TC探索提供了新思路，极具科研价值，值得深入阅读。

　　

摘要

在高压条件下发现的双层镍酸盐超导体开启了高温超导（high-T_C）研究的新篇章^1-8。然而，高压条件以及杂质相的存在阻碍了对其超导性质和潜在应用的全面研究。在此，我们报告了双层镍酸盐外延薄膜在环境压力下超过McMillan极限（40 K）的超导起始现象。通过在SrLaAlO₄衬底上使用巨型氧化原子层外延技术（GOALL-Epitaxy），成功生长出三单元厚度（3UC）的La_2.85Pr_0.15Ni₂O₇纯相单晶薄膜⁹。电阻率测量和磁场响应表明，起始T_C为45 K。零电阻转变表现出与Berezinskii–Kosterlitz–Thouless（BKT）类似行为的特征，其T_BKT为9 K。通过互感装置观察到的迈斯纳反磁效应表明T_M为8 K，与BKT类转变一致。面内和面外临界磁场表现出各向异性。扫描透射电子显微镜（STEM）图像和X射线倒易空间映射（RSMs）显示，双层镍酸盐薄膜在NiO₂平面相对块体受到约2%的相干外延压缩应变时呈现出四方相。我们的发现为在环境压力条件下全面研究镍酸盐超导体铺平了道路，并为通过异质结构中的应变工程探索更高转变温度的超导性提供了可能。