[論文レビュー] Two superconducting components with different symmetries in Nd1-xSrxNiO2 films

Qiangqiang Gu, Li, Yueying+9 more|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2020

Physics of Superconductivity and Magnetism参考文献 30被引用数 33

ひとこと要約

本研究はNd1-xSrxNiO2薄膜における単一粒子トンネルスペクトルを報告し、異なるギャップ対称性（d波様と完全ギャップ）の2つの異なる超伝導成分と時折の混在を明らかにしており、ニッケレート超伝導体中の銅酸化物との類似を示唆している。

ABSTRACT

The pairing mechanism in cuprates remains as one of the most challenging issues in the field of condensed matter physics. The unique 3d9 electron orbital of the Cu2+ ionic states in cuprates is supposed to be the major player for the occurrence of superconductivity. Recently, superconductivity at about 9-15 K was discovered in infinite layer thin films of nickelate Nd1-xSrxNiO2 (x=0.1-0.2) which is believed to have the similar 3d9 orbital electrons. The key issue concerned here is about the superconducting gap function. Here we report the first set data of single particle tunneling measurements on the superconducting nickelate thin films. We find predominantly two types of tunneling spectra, one shows a V-shape feature which can be fitted very well by a d-wave gap function with gap maximum of about 3.9 meV, another one exhibits a full gap of about 2.35 meV. Some spectra demonstrate mixed contributions of these two components. Our results suggest that the newly found Ni-based superconductors play as close analogs to cuprates, and thus demonstrate the commonality of unconventional superconductivity.

研究の動機と目的

• Nd1-xSrxNiO2薄膜の超伝導ギャップ構造を、銅酸化物の類似物としてのニッケレート類推体として調査する。
• トンネルスペクトルが複数のギャップ成分を示すかどうか、またそれらがギャップ対称性とどう関連するかを決定する。
• 銅酸化物と比較して、ニッケレート超伝導体の電子対形成機構への含意を評価する。

提案手法

• Nd1-xSrxNiO2薄膜に対して単一粒子トンネル分光を実施する（x = 0.1–0.2）。
• スペクトルを超伝導ギャップモデルに適合させ、対称性の特徴を特定する（例：d-wave対称性 vs 完全ギャップ）。
• スペクトルからギャップの大きさを抽出し、異なる成分と混在寄与を指摘する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Nd1-xSrxNiO2薄膜は異なる対称性を持つ複数の超伝導ギャップ成分を示すのか？
• RQ2 各成分に対応するギャップの大きさは何か、銅酸化物様ニッケレート超伝導体とどう比較されるか？
• RQ3 一部のスペクトルにギャップ成分の混合が見られるか、これがこれらの薄膜の対形成機構について何を示唆するか？

主な発見

• 観察された2つの主要なトンネルスペクトルタイプ：d波ギャップで最大約3.9 meVに適合するV字型スペクトル、および約2.35 meVの完全ギャップスペクトル。
• 一部のスペクトルは両方のギャップ成分の混合寄与を示す。
• 結果は非従来型超伝導の点でニッケレート超伝導体と銅酸化物の密接な類似性を支持する。