近期来自中国科学院物理研究所的研究团队在《自然》发表了论文“La2PrNi2O7高压四方相中实现块体高温超导电性”（Bulk high-temperature superconductivity in pressurized tetragonal La2PrNi2O7），欢迎阅读文章了解详情。
近期有研究发现，Ruddlesden–Popper（R-P）双层镍酸盐La3Ni2O7在14 GPa以上的高压下表现出高温超导电性（HTSC）。随后的研究利用单晶和多晶样品，在静水压力条件下实现了零电阻。然而，由于材料的丝状性质（超导体积分数较低），仍未观测到超导体的另一个特征——明显的抗磁信号。新的1313同质异晶物和竞争性R–P相的存在阻碍了对HTSC相的正确识别。因此，目前最重要的任务是实现块体HTSC并确定HTSC的来源。
为解决这些问题，来自中国科学院物理研究所和东京大学的研究团队制备了镨（Pr）掺杂的La2PrNi2O7多晶样品，并发现Pr替代La有效抑制了不同R–P相的交织共生，从而获得接近纯相的双层结构。Pc≈11GPa时，La2PrNi2O7发生正交到四方结构相变，HTSC随进一步加压而逐渐出现。18–20 GPa时的超导转变温度Tconset和Tczero分别达到82.5K和60K，这是目前报道的镍酸盐超导体中的最高值。重要的是，该样品在15Gpa以上出现明显的抗磁信号（温度75 K以下），且超导屏蔽体积分数相当可观，从而提供了体超导的关键证据。这项研究不仅解决了现存的争议，而且为双层镍酸盐中块体HTSC的研究提供了方向。
论文表1：La3−xPrxNi2O7−δ （x = 0, 1）样品的微结构表征。
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通讯作者：Ningning Wang、Rui Zhou、Jinguang Cheng（中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心），Yoshiya Uwatoko（东京大学）
第一作者：Ningning Wang、Gang Wang、Jun Hou（中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心），Xiaoling Shen（东京大学）
DOI：10.1038/s41586-024-07996-8
发表日期：2024年10月2日
《自然》
2023 Journal Metrics
影响因子：50.5
五年影响因子：54.4
学科排名：1/134，多学科科学
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