特别说明：本文由学研汇技术中心原创撰写，旨在分享相关科研知识。因学识有限，难免有所疏漏和错误，请读者批判性阅读，也恳请大方之家批评指正。超导性发生在各种强相关的物质相附近，引起了人们对其正常状态特性的广泛关注，以加深对超导性出现状态的理解。最近发现的层状镍酸盐超导性引起了类似的兴趣。然而，掺杂无限层镍酸盐薄膜的输运测量受到这些亚稳态化合物的材料限制的阻碍，特别是高密度的扩展缺陷。基于此，斯坦福材料与能源科学研究所Kyuho Lee等人通过转移到更好地稳定生长和还原条件的衬底 (LaAlO3)0.3(Sr2TaAlO6)0.7，可以合成基本上没有扩展缺陷的Nd1–xSrxNiO2掺杂系列。在它们不存在的情况下，正常状态电阻率显示出欠掺杂状态下的低温上升、接近最佳掺杂的线性行为以及过度掺杂的二次温度依赖性。尽管存在一些关键区别，但其在现象学上与铜氧化物相似，即缺乏绝缘母体化合物、多带电子结构和莫特-哈伯德轨道排列，而不是铜氧化物的电荷转移绝缘体。进一步观察到超导性在转变温度和掺杂范围方面的增强。这些结果表明，随着镍酸盐无序程度的降低，两个超导族的电子特性趋于一致。超导无限层镍酸盐合成和研究的一个中心问题是材料控制，因为该系统的热力学稳定性较差，文献表明最大限度地减少无序和外在缺陷对于阐明正常态和超导相图的性质至关重要。通过使用(LaAlO3)0.3(Sr2TaAlO6)0.7衬底来优化钙钛矿的外延失配，在Nd1–x SrxNiO2(x=0.05–0.325) 的结晶度方面取得了实质性进展，在整个Sr掺杂探测范围内一致建立了高结晶度，从而最大限度地减少了扩展缺陷对电传输的贡献。
图 LSAT上Nd1–xSrxNiO2薄膜的结晶度增强 在LSAT上的薄膜中仍然观察到超导穹顶。对于之前的SrTiO3薄膜，发现超导性的存在与相对于Rq的正常状态电阻大小之间存在直接相关性。穹顶的坚固性和较高的Tc都表明这里的超导性可能是非常规的，不能纯粹用电子-声子机制来解释。
在欠掺杂区域，SrTiO3薄膜的低温电阻率变化大致为log(1/T)（。比较 LSAT 上薄膜的数据，发现尽管电阻率本身在较干净的样品中小了大约四倍，但Tupturn几乎相同。这些观察结果表明，电阻上升不能直接归因于无序或局域化效应，也不能直接归因于近藤物理学。通过将测量扩展到更低的温度，观察到电阻率饱和度低于2 K。
与欠掺杂状态相反，当降低无序度和施加磁场时，过掺杂区域电阻上升的温度起始点显着降低。事实上，Tupturn显示出与低温常态电阻率的强烈线性相关性。电阻上升的抑制显示出对外延应变的最小依赖性。这些观察结果表明，过掺杂区域的电阻上升是由无序物理驱动的。
Lee, K., Wang, B.Y., Osada, M. et al. Linear-in-temperature resistivity for optimally superconducting (Nd,Sr)NiO2. Nature 619, 288–292 (2023).DOI：10.1038/s41586-023-06129-xhttps://doi.org/10.1038/s41586-023-06129-x
