鎳酸鹽是一種材料類別，因其最近發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)能力而讓科學(xué)家們興奮不已，現(xiàn)在由康奈爾大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究改變了科學(xué)家認(rèn)為這種能力可能起源的地方，為未來如何設(shè)計更多功能版本提供了藍圖。

20多年前，鎳基氧化物化合物或鎳酸鹽中預(yù)測了超導(dǎo)性，但直到2019年才首次通過實驗實現(xiàn)，并且僅在以非常薄的晶體薄膜(小于20納米厚)生長的樣品中生長，分層在支撐基板材料上。

世界各地的研究人員一直在努力更好地了解鎳酸鹽中超導(dǎo)性的微觀細節(jié)和起源，以創(chuàng)造以宏觀“塊狀”晶體形式成功超導(dǎo)的樣品，但尚未成功。這種限制導(dǎo)致一些研究人員推測超導(dǎo)性不是在鎳酸鹽薄膜中，而是在薄膜和基板相遇的原子界面上。

在發(fā)表在《自然材料》上的“解析無限層鎳酸鹽薄膜的極性界面”中，由應(yīng)用和工程物理學(xué)副教授Lena Kourkoutis和馬克斯普朗克固體化學(xué)物理研究所密涅瓦小組負(fù)責(zé)人Berit Goodge博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組使用了先進的掃描透射電子顯微鏡和電子能量損失光譜 提供前所未有的鎳酸鹽薄膜與其鈦酸鍶基底之間的原子界面。

他們發(fā)現(xiàn)的是在界面處形成的中間化合物 - 一種從未被預(yù)測過的化合物，它減輕了可能產(chǎn)生超導(dǎo)性的電子電荷積聚。這一發(fā)現(xiàn)證明，先前提出的超導(dǎo)界面模型是無效的——超導(dǎo)性反而發(fā)生在鎳酸鹽薄膜本身中。

“我們工作的一個重要成果是確定了界面的原子和電子結(jié)構(gòu)實際上是什么樣子的，”Kourkoutis說。“以前的工作假設(shè)了一種結(jié)構(gòu)，據(jù)我們所知，根本不存在。我們現(xiàn)在正在提供該界面的真實結(jié)構(gòu)，以便科學(xué)家可以利用這些信息來更好地了解這些材料，并在未來設(shè)計新的變化。

這一發(fā)現(xiàn)對該領(lǐng)域來說是令人鼓舞的，因為它表明超導(dǎo)性可能不依賴于薄膜幾何形狀。這意味著理論上應(yīng)該有可能產(chǎn)生超導(dǎo)體晶體，根據(jù)Goodge的說法。

“有一些實驗可以探測這個系統(tǒng)的基本物理學(xué)，直到我們擁有真正高質(zhì)量的塊狀晶體才能完成，”古奇說。“因此，雖然薄膜是一個很好的平臺，但我們確實希望能夠擴展到更大的晶體來進行其他測量?，F(xiàn)在我們知道，為什么超導(dǎo)性只發(fā)生在薄膜中，并沒有一些基本的物理限制。

Goodge補充說，這些努力將支持更廣泛的超導(dǎo)家族的進步，以開發(fā)用于技術(shù)應(yīng)用的新化合物。

　　免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場無關(guān)。財經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險自擔(dān)。 如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！