Superconductividad a granel a alta temperatura en tetragonal bajo presión La2PrNi2O7
Ningning Wang1,2, Gang Wang3,4, Xiaoling Shen5,6
1Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China. nnwang@iphy.ac.cn.
Nature
|October 2, 2024
Resumen
El La2PrNi2O7 dopado con Pr muestra una superconductividad a alta temperatura (HTSC) superior a 15 GPa, evidenciada por señales diamagnéticas claras. Este descubrimiento resuelve las controversias y allana el camino para explorar el HTSC en nicelados de dos capas.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Física de la materia condensada
- Química del estado sólido
Sus antecedentes:
- Los niquelados de doble capa de Ruddlesden-Popper (R-P), como La3Ni2O7, muestran potencial para la superconductividad a alta temperatura (HTSC) bajo presión.
- Estudios anteriores informaron de resistencia cero en los niquelados, pero carecían de señales diamagnéticas definitivas, lo que dificultaba la confirmación de la superconductividad a granel.
- Los desafíos de identificación de fase, incluidas las fases y polimorfos R-P competidores, complicaron la comprensión de HTSC en estos materiales.
Objetivo del estudio:
- Para lograr la HTSC a granel en los niquelados de dos capas e identificar la fase superconductora específica.
- Investigar el efecto del Pr-doping en las propiedades estructurales y superconductoras del La2Ni2O7.
- Resolver las controversias existentes con respecto a la naturaleza y detección de HTSC en estos materiales.
Principales métodos:
- Síntesis de muestras policristalinas de La2PrNi2O7 dopadas con praseodimio (Pr).
- Aplicación de la presión hidrostática y medición de la resistencia eléctrica.
- Detección de señales diamagnéticas para confirmar la superconductividad a granel.
- Análisis estructural para identificar las transiciones de fase y la pureza.
Principales resultados:
- El Pr-doping suprime efectivamente las fases R-P competidoras, produciendo una estructura de dos capas casi pura en La2PrNi2O7.
- Una transición estructural inducida por la presión de ortorrómbico a tetragonal ocurre alrededor de 11 GPa, por encima de la cual emerge HTSC.
- Las temperaturas de transición superconductoras alcanzan niveles récord (hasta ~XX K) a 18-20 GPa.
- Se observan señales diamagnéticas claras que confirman el HTSC a granel con fracciones de blindaje significativas por encima de 15 GPa, por debajo de ~ 75 K.
Conclusiones:
- Se confirma el HTSC a granel en nicelatos de dos capas en La2PrNi2O7 dopado con Pr, resolviendo las ambigüedades anteriores.
- El estudio proporciona una vía para lograr e identificar HTSC a granel en materiales relacionados.
- Estos hallazgos ofrecen información crucial para la búsqueda en curso de nuevos superconductores.
