[论文解读] Observations of zero electrical resistance of Au-Ag thin films near room temperature

M. K. Hooda, Pawan Kumar+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 2019

Surface and Thin Film Phenomena参考文献 4被引用 4

一句话总结

本研究报道了在SiO2/Si基底上通过直流磁控溅射法制备的Au-Ag薄膜在243 K至275 K之间表现出零电阻现象——接近室温。尽管电阻抑制和磁场敏感性引人注目，但超导样相的时空非均匀性和不稳定性阻碍了可重复性，表明其行为更可能为非均匀或瞬态超导，而非体相稳定超导。

ABSTRACT

Recent observations of superconducting like transition at 286 K in Ag and Ag nanostructures by Thapa et al. (arxiv: 1807.08572) have rekindled the hope for room temperature superconductivity under ambient conditions. We also investigated the electrical properties of Ag-Au nanostructure in the form of thin film grown on SiO2/Si substrate by DC sputtering and observed signature of zero resistance in the temperatures range of 243 K to 275 K. While the observed electrical resistance of samples shows intriguing and perplexing behavior under temperature cycling and external magnetic field; the large spatial inhomogeneity present in thin film hampers the reproducibility indicating the stability issues associated with superconducting like phase.

研究动机与目标

• 研究Au-Ag薄膜的电学性质，以探索其在室温下实现超导的潜力。
• 确定在常温条件下，Au-Ag纳米结构是否可观察到零电阻。
• 评估在温度循环和外加磁场条件下，薄膜中超导样行为的稳定性和可重复性。
• 探讨材料非均匀性在掩盖或扭曲超导特征中的作用。

提出的方法

• 通过直流磁控溅射法在SiO2/Si基底上制备Au-Ag薄膜。
• 在4.2 K至300 K范围内测量电阻随温度的变化。
• 在电阻测量过程中施加外加磁场，以探测超导特性。
• 进行温度循环实验，以评估电阻抑制的可重复性和稳定性。
• 利用扫描电子显微镜和结构分析评估薄膜形貌及非均匀性。
• 将电阻行为与已知的超导转变及理论预期进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 Au-Ag薄膜在常温常压下是否可在接近室温时表现出零电阻？
• RQ2 超导样电阻抑制对外加磁场如何响应？
• RQ3 温度循环对电阻下降的稳定性和可重复性有何影响？
• RQ4 薄膜中空间非均匀性在多大程度上影响了超导行为的观测？
• RQ5 所观测到的电阻抑制是否真正指示了超导性，还是非均匀或瞬态相的伪影？

主要发现

• 在243 K至275 K的温度范围内，Au-Ag薄膜中观察到零电阻。
• 电阻抑制对外加磁场敏感，表明可能存在超导样行为。
• 温度循环实验揭示了电阻行为的不一致性，表明超导样相存在不稳定性。
• 薄膜中显著的空间非均匀性被确定为可重复性受限的主要因素。
• 所观测到的电阻下降未表现出常规超导体典型的尖锐、明确的相变特征。
• 结果表明存在非均匀或瞬态超导相，而非体相稳定超导。