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最近，雙層鎳酸鹽La₃Ni₂O₇被發現是一種新型超導體，在高壓下轉變溫度T_c接近80 K。盡管研究者們進行了大量的理論和實驗工作來了解其超導性質，但極壓的要求限制了許多實驗探針的使用，并限制了其應用潛力。

2024年12月19日，斯坦福材料與能源科學研究所Harold Y. Hwang教授、於逸駿博士、Eun Kyo Ko在國際頂級期刊Nature發表題為《Signatures of ambient pressure superconductivity in thin film La₃Ni₂O₇》的研究論文，Eun Kyo Ko、於逸駿博士為論文共同第一作者，Harold Y. Hwang教授、於逸駿博士、Eun Kyo Ko為論文共同通訊作者。

Harold Y. Hwang，斯坦福材料與能源科學研究所教授、所長。1993年獲麻省理工學院雙學士和碩士學位，1997年獲得普林斯頓大學博士學位。1996-2003年在貝爾實驗室任職，2003-2010年擔任東京大學副教授和教授，現任職于斯坦福材料與能源科學研究所。

Harold Y. Hwang教授的研究重點是量子材料異質結構的原子級合成；界面和受限幾何結構中電子結構的控制；低維超導；以及基于氧化物界面和表面態的新型器件。

於逸駿，斯坦福材料與能源科學研究所博士后。2018年博士畢業于復旦大學，并留校從事博士后研究，導師：張遠波教授。現于斯坦福材料與能源科學研究所做博士后，導師：Harold Y. Hwang教授，主要研究方向為復合氧化膜。

在這里，作者展示了La₃Ni₂O₇薄膜在環境壓力下的超導特征，這是通過外延壓縮應變的應用來促進的。

起始T_c大約在26 K到42 K之間變化，較高的T_c值與較小的面內晶格常數相關。

作者觀察到薄膜內其他Ruddlesden-Popper相的共存以及輸運行為與臭氧退火的依賴性，這表明觀察到的2 K左右的低零電阻T_c可歸因于堆垛缺陷、晶界和氧化學計量。

這一發現為研究者們在環境壓力下穩定和研究雙層鎳酸鹽的超導性提供了許多機會，并促進了對過渡金屬氧化物中不斷增長的高溫和非常規超導體的廣泛理解。

圖1：LNO₃₂₇薄膜的結構和電氣性能

圖2：臭氧退火的作用

圖3：LNO₃₂₇的運輸性能

圖4：LNO₃₂₇薄膜的微觀結構

圖5：T_c與晶格常數的關系

綜上，在這篇論文中，作者研究了在常壓下通過外延壓縮應變實現的雙層鎳酸鹽La₃Ni₂O₇薄膜的超導性，發現其超導轉變溫度T_c在26K到42K之間變化，并且與晶格常數的大小有相關性。

該研究不僅在常壓下穩定了雙層鎳酸鹽的超導性，還為研究過渡金屬氧化物中高溫和非常規超導體提供了新的機會，具有推動超導材料應用和理解其物理機制的重要科學意義。未來有望應用于新型超導材料開發、新型超導電子器件發展、基礎物理研究、電力輸送、磁懸浮交通等領域。

Ko, E.K., Yu, Y., Liu, Y.et al.?Signatures of ambient pressure superconductivity in thin film La₃Ni₂O₇.?Nature?(2024).

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