Persistent structural distortions and absent superconductivity in trilayer nickelate thin films

该研究通过原子级精确合成、电输运测量、皮米级电子显微镜和同步辐射X射线衍射,系统探究了三层镍酸盐La₄Ni₃O₁₀薄膜的应变效应。尽管压缩外延应变能有效抑制母体密度波序并提升晶体对称性(如消除面外八面体旋转),但即使在最大压缩应变(-2.8%)下也未观测到超导电性。关键结构表征发现,压缩应变无法完全消除薄膜中特有的面内八面体旋转,这种旋转在每一三层单元的内层与外层中呈现层间不等效性,且持续存在。同步辐射X射线衍射显示面内旋转幅度随压缩应变单调减小,但未完全消失。相比之下,双层体系La₃Ni₂O₇中压缩应变能完全抑制所有八面体旋转从而诱导超导。该结果揭示了三层与双层体系的关键差异,表明单纯依靠外延应变工程无法实现三层镍酸盐的环境压力超导,需探索其他调控手段。

phase diagram

5 条关联记录

phase fluctuations

3 条关联记录

phase stiffness

2 条关联记录

Phonon calculations

1 条关联记录

PLD

14 条关联记录

polar structure

1 条关联记录

Polar, checkerboard charge order in bilayer nickelate La₃Ni₂O₇

本研究利用高亮度同步辐射X射线衍射对双层镍酸盐La₃Ni₂O₇的高质量单晶进行精确结构分析,通过大动态范围探测器成功解析了之前被忽略的弱衍射信号,这些信号的强度比主Bragg反射弱近四个数量级。这些观测证据表明,晶体中存在滑移镜面对称性破缺,导致其呈现极性结构(空间群Ima2),而非先前普遍采用的中心对称模型(Fmmm)。进一步的结构精修揭示了两个不等价镍位点,其Ni–O键长差异显著,结合键价和计算,表明镍位点电荷呈现棋盘状有序分布,并与氧八面体倾斜协同作用赋予晶体极性。该电荷有序相的结构与双层锰氧化物中的极化态类似。本研究确立了常压下La₃Ni₂O₇的极化电荷有序态,指出其与压力诱导的超导电性存在竞争关系,为理解双层镍酸盐中相竞争机制和压力超导起源提供了关键结构基础。

polarization-resolved electronic Raman scattering

2 条关联记录

polymorphism

1 条关联记录