Zusammenfassung - Beobachtung des von Supraleitfähigkeit induzierten Vorsprungsrand-Gaps in Sr-dotierten $\mathrm{La}_{3}\mathrm{Ni}_{2}\mathrm{O}_{7}$-Dünnschichten

Beobachtung des von Supraleitfähigkeit induzierten Vorsprungsrand-Gaps in Sr-dotierten $\mathrm{La}_{3}\mathrm{Ni}_{2}\mathrm{O}_{7}$-Dünnschichten

2025-07-10 04:07:36

{"Wenjie Sun","Zhicheng Jiang","Bo Hao","Shengjun Yan","Hongyi Zhang","Maosen Wang","Yang Yang","Haoying Sun","Zhengtai Liu","Dianxiang Ji","Zhengbin Gu","Jian Zhou","Dawei Shen","Donglai Feng","Yuefeng Nie"}

{cond-mat.supr-con,cond-mat.mtrl-sci,cond-mat.str-el}

Diese Forschungsarbeit untersucht die Elektronenstruktur von Sr-dotierten supraleitenden La3Ni2O7-Filmen mittels Winkelselektiver Photoemissions-Spektroskopie (ARPES) und Dichte-funktionaltheoretischer Berechnungen (DFT). Das Ziel der Studie ist es, das Supraleitungs-Vermittelungsmechanismus dieser Materialien, die zur Familie der Nickeloxyde-Supraleiter gehören, zu verstehen. Die Forscher fanden heraus, dass die Fermi-Surface der La2.79Sr0.21Ni2O7-Filme hauptsächlich aus einem Elektronenbeutel (α) und einem Lochbeutel (β) besteht, beide abgeleitet vom Ni-3ddx2-y2-Orbital. Die α- und β-Bänder zeigen mäßige Elektronenkorrelationen, die durch einen Bandrenormalierungsfaktor von 3-4 charakterisiert werden. Der γ-Band, abgeleitet vom Ni-3ddz2-Orbital, liegt ~75 meV unterhalb des Fermi-Niveaus und deutet auf eine von 3ddx2-y2 dominierte Fermi-Physik in diesem Verbindungsstoff hin. Ein Vortriebsshift von etwa 2 meV wurde für beide α- und β-Bänder bei der Kühlung durch die Supraleitungsübergangstemperatur beobachtet, was darauf hindeutet, dass Ni-3ddx2-y2-Orbitale für das Cooper-Paaring entscheidend sind. Dieses Ergebnis liefert entscheidende experimentelle Einblicke in die andauernde Debatte über den Mechanismus der mehrbandigen Supraleitung in den Schichten-Nickeloxyden. Die Autoren weisen darauf hin, dass das Fehlen eines deutlichen Supraleitungs-Kohärenzspiegels in den Photoemissions-Spektren auf eine durch Störung verursachte Supraleitungsabschaltung hindeutet, die wahrscheinlich durch Sauerstoffleere oder strukturelle Unvollkommenheiten in den Filmen verursacht wird. Sie erkennen auch an, dass die beobachteten Vortriebsshifts in ihrer Studie möglicherweise um einen Faktor von 2-3 unterschätzt werden im Vergleich zur tatsächlichen Supraleitungs-Achse. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Studie spektroskopische Beweise für supraleitungsindizierte Vortriebsspalten im Schichten-Nickeloxyd-System liefert, was notwendige Leitlinien für die Etablierung des minimalen Modells zur Aufklärung des Vermittelungsmechanismus in diesem System bietet. Die Ergebnisse tragen zur Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung in Nickeloxydmaterialien bei und könnten Auswirkungen auf die Gestaltung und Optimierung zukünftiger Supraleitungsmaterialien haben.