Superconductividad en cristales únicos La₄Ni₃O_10-δ bajo presión

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• La búsqueda de superconductores de alta temperatura más allá de los materiales tradicionales a base de cobre es crucial para avanzar en el conocimiento científico y las aplicaciones tecnológicas.
• Comprender los mecanismos de la superconductividad requiere explorar nuevos sistemas de materiales y sus propiedades electrónicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el surgimiento de la superconductividad en los cristales simples de niquelato La4Ni3O10-δ de tres capas bajo presión.
• Para explorar la relación entre el orden de carga de espín, el extraño comportamiento del metal y la superconductividad en los niquelados.
• Para aclarar los mecanismos únicos de acoplamiento entre capas en los superconductores de niquelato.

Principales métodos:

• Crecimiento de un solo cristal de La4Ni3O10-δ.
• Aplicación de alta presión (hasta 69,0 GPa).
• Medición de la resistencia eléctrica y de la susceptibilidad magnética a corriente continua.

Principales resultados:

• La superconductividad surgió en La4Ni3O10-δ a una temperatura crítica máxima (T_c) de ~ 30 K bajo 69.0 GPa.
• La presión suprimió el orden de carga de giro, facilitando la superconductividad.
• La superconductividad a granel con una fracción volumétrica > 80% fue confirmada por respuesta diamagnética.
• El estado normal exhibió un comportamiento metálico extraño con una resistencia lineal dependiente de la temperatura de hasta 300 K.
• La superconductividad dependiente de la capa indicó un acoplamiento único entre capas en los niquelados.

Conclusiones:

• La alta presión es una herramienta eficaz para inducir y ajustar la superconductividad en los niquelados de tres capas.
• La4Ni3O10-δ presenta una nueva plataforma para estudiar la interacción del orden de carga de espín, las bandas planas, el acoplamiento entre capas y el extraño comportamiento del metal en el contexto de la superconductividad a alta temperatura.
• Los superconductores de niquelato exhiben propiedades distintas en comparación con los cupratos, particularmente con respecto a los mecanismos de acoplamiento entre capas.