[논문 리뷰] Two superconducting components with different symmetries in Nd1-xSrxNiO2 films

Qiangqiang Gu, Li, Yueying외 9명|arXiv (Cornell University)|2020. 06. 23.

Physics of Superconductivity and Magnetism참고 문헌 30인용 수 33

한 줄 요약

해당 연구는 Nd1-xSrxNiO2 얇은 필름에서 단일 입자 터널링 스펙트럼을 보고하며, 두 가지 다른 구동 대칭성의 초전도 구성요소(d-파형 유사와 풀 갭)와 때때로의 혼합을 밝혀내고, 니켈레이트 초전도체에서 구상과 Cuprates와의 유사성을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• Nd1-xSrxNiO2 얇은 필름의 초전도 간극 구조를 구상 간접 비교를 위한 니켈레이트 유사체로서 연구한다.
• 터널링 스펙트럼이 다중 간극 구성요소를 보이는지 여부와 그것이 간극 대칭성과 어떻게 관련되는지 결정한다.
• Cuprates와의 비교를 통해 니켈레이트 초전도체의 페어링 기작에 대한 시사점을 평가한다.

제안 방법

• Nd1-xSrxNiO2 얇은 필름(x = 0.1–0.2)에 대해 단일 입자 터널링 스펙트로스코피를 수행한다.
• 스펙트럼을 초전도 간극 모델에 맞춰 피팅하여 대칭성 특징을 식별한다(예: d-wave vs 풀 갭).
• 스펙트럼에서 간극 크기를 추출하고, 구분되는 구성요소와 혼합 기여를 주목한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Nd1-xSrxNiO2 필름에 서로 다른 대칭성을 갖는 다중 초전도 간극 구성요소가 나타나는가?
• RQ2 각 구성요소와 관련된 간극 크기는 어떻게 되며, cuprate 유사 니켈레이트 초전도체와 비교하면 어떤가?
• RQ3 일부 스펙트럼이 간극 구성요소의 혼합을 보이는가, 그리고 이것이 이러한 필름의 페어링에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• 두 가지 주요 터널링 스펙트럼 유형이 관찰되었으며: V자 모양의 스펙트럼은 d-파형 간극으로 잘 맞고 최대값은 약 3.9 meV이며, 풀 갭 스펙트럼은 약 2.35 meV이다.
• 일부 스펙트럼은 두 간극 구성요소의 혼합 기여를 보인다.
• 결과는 니켈레이트 초전도체와 Cuprates 간의 비전형 초전도성 측면의 밀접한 유사성을 지지한다.