超伝導：La₃Ni₂O₇における不均一超伝導の起源の解明

ニッケル酸化物超伝導体のファミリーは、高温銅酸化物の類似体として長年調べられてきた。しかし、特定の化学量論的ニッケル酸化物が加圧下で高い臨界温度（T_c）まで超伝導を示すという最近の発見は、驚きをもって迎えられた。超伝導状態の根底にある機構は、実験では依然として明らかにされていない。高圧環境下での作業によって課される実用上の課題とは別に、典型的な試料は異常なほど弱い反磁性応答を示し、これは、不均一な「フィラメント状の」超伝導状態を反映すると推測されている。今回我々は、ダイヤモンドアンビルセルに埋め込まれた窒素空孔量子センサーを使用して、広視野で高圧の光検出磁気共鳴分光法を実行し、成長させた状態のままのLa₃Ni₂O₇試料の局所反磁性応答をin situで画像化した。これらのマップによって、数マイクロメートルスケールでの機能的な超伝導応答の顕著な不均一性が確かめられた。我々は、反磁性マイスナー応答を、同じくin situで画像化した局所的なテンソル応力環境、および化学量論的組成と空間的に相関させることによって、超伝導を抑制したり増強したりする支配的な機構を示す。今回の広視野技術は、試料挙動の広域的な視界と優れた局所感度を同時に提供し、サブマイクロメートルのピクセルスケールで観測される局所的な構造–機能相関からの、多変数相図の速やかな構築を可能にするものである。

目次へ戻る