近日,理学院物理系上海市高温超导沉点尝试室硕士生陈铭瑶和博士生刘慧敏在导师尹鑫茂教授的领导下,与合作者在国际驰名期刊《ACS Nano》(中国科学院一区top期刊)上颁发题为《Uncovering an Interfacial Band Resulting from Orbital Hybridization in Nickelate Heterostructures 》的钻研论文。文章的合作者有:列日大学何旭博士、新加坡国立大学陈智新博士、美国太平洋国度尝试室王乐博士、上海市高温超导沉点尝试室的蔡传兵教授、尝试师李敏娟教员(共同第一作者)、孙硕副教授、周迪帆副钻研员等。亿万先生MR物理系上海市高温超导沉点尝试室是论文的第一实现单元和通讯单元。
高温超导资料的发现不仅推动了资料科学和凝聚态物理等前沿领域的发展,提高其超导转变温度也成为科学家们不休钻营的新指标。最近,钻研人员在无限层镍氧化物薄膜中发现了超导电性(镍基超导),为超导物理和资料钻研启发了新的方向。新的钻研批注,在镍氧化物资猜中观察到金属-绝缘体相变(MIT),同时在电阻开关等多种利用中的机能大大提升了,这也为氧化物电子设备的设计提供了矫捷性。此表,镍氧化物氧八面体的旋转和扭曲导致氧化物/基底界面的不合称,使其在自旋-双耦合特点的形成中起着关键作用,从而产生了多种界面景象。调节镍氧化物系统电子和磁结构的界面效应在开发新型电子设备、传感器和磁性资料方面的钻研提供了有利的环境,并且有助于索求界面内怪异而复杂的个性。

在这项工作中,尹鑫茂教授团队通过脉冲激光沉积技术(PLD)在分歧单晶衬底上造备了分歧厚度的镍氧化物NdNiO3(NNO)薄膜。通过整合多种先进、怪异的光谱学伎俩,蕴含:同步辐射X射线吸收光谱(XAS),椭圆偏振光谱和同步辐射X射线衍射(XRD)等光谱技术,并结合第一性道理推算,在SrTiO3(STO)衬底上的镍氧化物的薄膜中发现了一个新的未占据能带。并揭示了在NNO/STO界面处,STO衬底的Ti 3d轨路和NNO薄膜的O 2p轨路之间存在很强的轨路杂化。而这复杂的界面轨路杂化效应正是NNO薄膜产生相变的关键原因。该钻研利用怪异光谱技术阐了然镍氧化物在金属绝缘相变前后的电子结构变动过程。这一沉大发现凸起了界面轨路杂化的沉要性,并推进了相变工程的发展,为钻研复杂氧化物异质结构中的界面效应提供了有价值的步骤和见解。
本工作得到国度天然科学基金 (52172271,12374378,52307026),国度沉点研发打算 (2022YFE03150200),上海市科技创新打算 (22511100200)等的支持。近年来,上海市高温超导沉点尝试室在高温超导关键成材技术、超导量子磁通涡旋、超导量子约瑟夫森结型器件、极度规高温超导、强关联氧化物电子自旋和超导强电利用等方向上形成了很好的国际化钻研氛围,尝试室青年人才在量子职能资料与高温超导领域拥有很好的国际影响力,近年来主办国内表学术会议或在沉要学术会议上作大会汇报30余次,主持或参加国度沉点研发打算、中国科学院战术先导专项或上海市沉大沉点项目、国度尺度等十多项。
论文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09921