Inicio de la superconductividad a presión ambiente por encima de 40 K en las películas (La,Pr) ₃Ni₂O₇

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Superconductividad

Sus antecedentes:

• Ruddlesden-Popper (RP) niquelados de doble capa muestran una promesa para la superconductividad de alta temperatura de transición.
• Los estudios anteriores estaban limitados por los requisitos de alta presión y las fases de impureza.

Objetivo del estudio:

• Para lograr la superconductividad a presión ambiente en los niquelados de dos capas de RP.
• Permitir estudios exhaustivos de estos materiales sin restricciones de alta presión.

Principales métodos:

• Crecimiento epitaxial de películas monocristalinas La2.85Pr0.15Ni2O7 de fase pura y espesor de tres unidades de célula utilizando epitaxia atómica gigantesca oxidativa capa por capa.
• Medidas de resistividad, respuestas de campo magnético y configuración de inductancia mutua para la detección del efecto Meissner.
• Microscopía electrónica de transmisión por barrido y cartografía espacial recíproca de rayos X para el análisis estructural.

Principales resultados:

• Se observa el inicio de la superconductividad a presión ambiente por encima de 40 K, con una temperatura de transición de 45 K.
• Evidencia del comportamiento de Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) con TBKT = 9 K y el efecto Meissner observado a 8 K.
• Campos magnéticos críticos anisotrópicos dentro y fuera del plano.
• Las películas adoptan una fase tetragonal con una tensión de compresión epitaxial coherente de ~ 2%.

Conclusiones:

• La superconductividad a presión ambiente se demuestra en películas delgadas epitaxiales de nicelato RP de dos capas.
• La ingeniería de deformación en heteroestructuras es una vía viable hacia temperaturas de transición más altas.
• Estos hallazgos facilitan nuevas investigaciones sobre los superconductores de niquelato en condiciones accesibles.