[论文解读] Observation of high-temperature superconductivity in the high-pressure tetragonal phase of La2PrNi2O7-δ
该论文报道了在 La2PrNi2O7-δ 的高压四方相 I4/mmm（高-pressure tetragonal I4/mmm phase）中，在 ~10 GPa 以上的高温超导性，Tc_onset 为 78.2 K，Tc_zero 为 40 K 在 15 GPa 时，与相关化合物的正交相区分。这为探索超导机制提供了具有钙钛矿样对称性的新的镍酸盐平台。
The recent discovery of high-temperature superconductivity in the Ruddlesden-Popper phase La3Ni2O7 under high pressure marks a significant breakthrough in the field of 3d transition-metal oxide superconductors. For an emerging novel class of high-Tc superconductors, it is crucial to find more analogous superconducting materials with a dedicated effort toward broadening the scope of nickelate superconductors. Here, we report on the observation of high-Tc superconductivity in the high-pressure tetragonal I4/mmm phase of La2PrNi2O7 above ~10 GPa, which is distinct from the reported orthorhombic Fmmm phase of La3Ni2O7 above 14 GPa. For La2PrNi2O7, the onset and the zero-resistance temperatures of superconductivity reach Tconset = 78.2 K and Tczero = 40 K at 15 GPa. This superconducting phase shares the samilar structural symmetry as many cuprate superconductors, providing a fresh platform to investigate underlying mechanisms of nickelate superconductors.
研究动机与目标
- 在高压条件下，激发具有铜酸盐样结构对称性的镍酸盐超导体的探寻。
- 证明 La2PrNi2O7-δ 的超导性并绘制其随压力变化的相行为。
- 将高压四方相与相关镍酸盐的已知相进行比较，以理解结构对超导性的影响。
提出的方法
- 在高压下进行合成/测量，达到并超过 10 GPa，以稳定 I4/mmm 四方相。
- 进行电输运测量以确定 onset 温度和零电阻温度。
- 进行结构表征以确定相的对称性及其与超导性的关系。
- 与La3Ni2O7中的正交 Fmmm 相进行比较，以突出相依赖的超导性。
实验结果
研究问题
- RQ1在高压四方对称性下，是否能在 La2PrNi2O7-δ 中稳定高温超导性？
- RQ2该相的 onset 温度和零电阻温度随压力的变化情况是多少？
- RQ3该四方相如何与镍酸盐中的铜酸盐样超导性相关？
- RQ4与在更高压力下在 La3Ni2O7 中观察到的正交相相比，这一相有何差异？
主要发现
- 在 ~10 GPa 以上的 La2PrNi2O7-δ 的高压四方 I4/mmm 相中观察到超导性。
- 在 15 GPa 时，Tc_onset = 78.2 K，Tc_zero = 40 K。
- 该超导相具有与许多铜酸盐超导体相似的结构对称性。
- 该相与 La3Ni2O7 的正交 Fmmm 相不同，后者出现在超过 14 GPa 时。
- 本研究将 La2PrNi2O7-δ 确定为研究镍酸盐超导体及其机制的新平台。
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