今日速览: 今日的亮点工作聚焦于对混合型Ruddlesden-Popper镍酸盐电子结构的深入理解。[1]中,Zhou等人通过巨大氧化原子层外延法在常压下实现(La,Pr)₃Ni₂O₂薄膜约63 K的超导起始温度,并发现超导增强与奇异金属行为(α≈1)紧密关联,其强层间耦合显著优于铋系铜氧化物。[2]中,Wang等人对La₂.₈₂Sr₀.₁₈Ni₂O₇薄膜的高场输运研究揭示了面内上临界场受Pauli顺磁极限(约58 T)强烈压制,各向异性比γ≈1.34,支持该体系为三维体超导,凸显自旋顺磁效应在决定高场相图中的关键作用。[3]中,Sanchez-Manzano等人通过涡旋相图刻画无限层Pr₀.₈Sr₀.₂NiO₂薄膜的超导维度,发现低无序时为准二维涡旋液体-玻璃转变,无序增强则驱动体系进入纯二维态,确立无序度为关键调控参数。三篇工作分别从超导提升机制、顺磁对破裂极限和涡旋维度调控等角度,共同揭示了镍基超导中维度、层间耦合与反常正常态行为的内在关联。 本期论文投稿处理时间范围:2026-03-12 08:00 至 2026-03-12 08:00(北京时间)。

1. Superconductivity onset above 60 K in ambient-pressure nickelate films

总结: 本研究采用巨大氧化原子层外延法,在极端非平衡条件下于SrLaAlO4衬底上生长(La,Pr)3Ni2O7薄膜,实现了常压下约63 K的超导起始转变温度,零电阻温度达约37 K,抗磁信号起始约23 K。该方法通过高温和原位充分氧化克服了亚稳态超导相的结构不稳定性,X射线衍射和扫描透射电镜证实薄膜具有大范围晶态纯度。输运测量显示正常态电阻温度幂律指数α从低起始转变温度样品的费米液体行为(α≈2)向高起始转变温度样品的奇异金属行为(α≈1)系统演化,直接将增强的超导性与非费米液体行为关联。互电感技术绘制的涡旋熔化相图揭示二维熔化极限被抑制至近零,层间耦合强度显著强于铋系铜氧化物。这些结果表明镍酸盐是常压下具有强层间耦合的奇异金属高温超导体。


2. Pauli-limited upper critical field and anisotropic depairing effect of La2.82Sr0.18Ni2O7 superconducting thin film

总结: 本研究采用外延生长的La2.82Sr0.18Ni2O7薄膜(超导转变温度约31.6 K),通过高场输运测量(最高58 T)系统表征了上临界场及其各向异性。近转变温度附近,超导呈现厚度限制的二维特征;冷却后,面外相干长度减小至小于薄膜厚度(6 nm),表明体系向本征三维体超导转变。基于Ginzburg-Landau模型分析,测得零温下面内和面外上临界场分别为82 T和45 T,各向异性比γ≈1.34,与块材Ruddlesden-Popper镍酸盐相当。低温下面内方向上临界场因自旋顺磁对破裂效应被强烈压制,接近Pauli极限(58 T),而面外方向几乎不受影响。这种各向异性Pauli限制解释了上临界场各向异性降低的现象,并支持薄膜中超导本质上是三维体超导的结论。结果凸显了自旋顺磁效应在决定该类镍酸盐高场超导相图中的关键作用。


3. Dimensionality of vortex matter in superconducting infinite-layer nickelates

总结: 该研究通过绘制超导Pr0.8Sr0.2NiO2薄膜的涡旋相图,从不同角度探究了无限层镍氧化物的超导态维度。实验发现,低无序薄膜存在准二维性质的涡旋液体-玻璃转变,而增加无序度则会驱动体系进入纯二维态。这一结果表明,纯二维性并非本征属性,而是由NiO2层间因无序增强而解耦所导致的外在现象。该工作确立了无序度作为无限层镍氧化物超导的关键调控参数,并指出无序主要存在于NiO2层内,为理解该类材料提供了两个基础性见解。