镍基超导体为探索类铜超导体提供了一个有效实验平台。然而,尽管它们有类似的晶体结构和d电子填充态,但镍化物中的超导电性仅在薄膜几何结构中保持稳定,从而引发了科研工作者对衬底和薄膜之间极性界面的研究。近日,康奈尔大学Berit H. Goodge、Lena F. Kourkoutis对无限层镍酸盐薄膜极性界面进行了解析。
本文要点:
1) 作者对Nd1−xSrxNiO2和SrTiO3之间的原型界面进行了详细的实验和理论研究。作者利用扫描透射电子显微镜中的原子分辨率电子能量损失谱揭示了单个中间Nd(Ti,Ni)O3层的形成。并且作者利用密度泛函理论计算表明了所观测到的结构缓解极性不连续性的机制。
2) 此外,作者探索了氧占有率、空穴掺杂和阳离子结构的影响,以解开它们对降低界面电荷密度的贡献。通过对界面结构解析,该工作将为未来其他衬底和垂直异质结构上合成镍酸盐膜提供指导。
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Berit H. Goodge et.al Resolving the polar interface of infinite-layer nickelate thin films Nature Materials 2023
DOI: 10.1038/s41563-023-01510-7
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01510-7