氢掺杂无限层镍酸盐

H 掺杂诱导超导

H占据顶角氧位，使电子结构更二维化，在极窄氢掺杂窗口内实现零电阻。

丁翔 · Tam, C. C. · Xuelei, Sui · Yan, Zhao · Minghui, Xu · Choi, Jaewon · Leng, Huaqian · Ji, Zhang · Mei, Wu · Haiyan, Xiao · Xiaotao, Zu · García-Fernández, Mirian · Agrestini, Stefano · Xiaoqiang, Wu · 王清远 · Gao, Peng · Sean, Li · Huang, Bing · Zhou, Kejin · 乔梁

Nature 2023

具体参数

超导氢掺杂窗口

{'zh': '0.22–0.28', 'en': '0.22–0.28'}

氢含量范围

{'zh': '0.2–0.5', 'en': '0.2–0.5'}

技术优势

氢窗口窄但可复现

零电阻在 x=0.22–0.28 的氢掺杂窗口内出现，窗口宽度仅 0.06，证明超导对氢含量高度敏感但并非不可控。

氢直接探测

二次离子质谱直接定量氢含量，解决了氢因轻而难以表征的问题，为控制掺杂提供了依据。

电子结构二维化

氢以 H⁻ 形式占据顶角氧位，湮灭巡游间隙 s 轨道，削弱其与 Ni 3d 的杂化，使电子结构更像二维，可能有利于超导。

应用场景

• 超导薄膜：直接提供超导薄膜，供器件制备和物性测量使用。
• 电子器件：零电阻薄膜可用于超导电子器件，如 Josephson 结等。
• 关联电子体系：氢掺杂调控电子结构，可作为研究关联电子体系中超导的模型平台。