Репортаж от Wedoany，Лаборатория квантовых функциональных материалов Национального ключевого научно-исследовательского центра, факультет физики Южного университета науки и технологий Китая, Квантовый научный центр Большого залива Гуандун-Гонконг-Макао, команда Сюэ Цикуня и Чэнь Чжоюя из Университета Цинхуа в сотрудничестве с командой Шэнь Давэя из Китайского университета науки и технологий создали два новых типа сверхпроводящих материалов на основе оксида никеля при атмосферном давлении со сверхструктурами "один слой — два слоя" и "два слоя — три слоя", используя искусственно спроектированные атомные последовательности укладки в условиях экстремального окисления. Соответствующие результаты исследования были опубликованы 8 апреля в международном журнале Nature.
Высокотемпературная сверхпроводимость является одним из наиболее важных исследовательских направлений в области физики конденсированного состояния. После высокотемпературных сверхпроводников на основе меди и железа, материалы на основе никеля считаются третьей системой, перспективной для раскрытия механизма высокотемпературной сверхпроводимости. Однако существует термодинамическое противоречие между высокоокислительным состоянием, необходимым для синтеза и контроля никелевых сверхпроводящих материалов, и достижением стабильного роста решетки.
Разработанная исследовательской группой технология "сильного окислительного послойного эпитаксиального наращивания" открыла область экстремального неравновесного роста, позволяя тонкой пленке одновременно формировать структуру и достигать полного окисления в процессе роста.
На основе этой технологии исследовательская группа точно синтезировала три совершенно новых сверхструктурных материала на основе никеля со сверхструктурами "один слой — два слоя", "один слой — три слоя" и "два слоя — три слоя" в соответствии с искусственно разработанным планом атомной укладки. Было обнаружено, что сверхструктуры "один слой — два слоя" и "два слоя — три слоя" могут достигать высокотемпературной сверхпроводимости при атмосферном давлении с начальными температурами перехода 50 Кельвинов (K) и 46 K соответственно, преодолевая "предел Макмиллана" в традиционной теории сверхпроводимости, в то время как сверхструктура "один слой — три слоя" проявляет лишь металлические свойства.
Затем, комбинируя атомарно точный структурный контроль с угловым разрешением фотоэлектронной спектроскопии, исследовательская группа провела систематическое сравнение никелевых оксидных пленок с различной структурой укладки. Было обнаружено, что в сверхпроводящих структурах вблизи вершины зоны Бриллюэна существует ферми-карман, образованный γ-зоной; в несверхпроводящих структурах эта γ-зона не формирует ферми-карман.
Как сообщается, это открытие экспериментально демонстрирует связь между атомной конфигурацией укладки, электронными зонами и сверхпроводимостью, позволяя идентифицировать "электронный ген", определяющий возникновение сверхпроводимости, и предоставляет четкие экспериментальные доказательства для раскрытия микроскопического механизма высокотемпературной сверхпроводимости на основе никеля.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
