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超伝導：(La,Pr)3Ni2O7膜における40 Kを上回る常圧超伝導の発現
Nature 640, 8059 doi: 10.1038/s41586-025-08755-z
高圧下でのルドルスデン–ポッパー（RP）型2層ニッケル酸化物超伝導体の発見により、高転移温度超伝導の新章が開かれた。しかし、高圧条件と不純物相の存在により、その超伝導特性と応用可能性に関する包括的な研究が妨げられている。今回我々は、RP型2層ニッケル酸化物エピタキシャル薄膜における、マクミラン限界（40 K）を上回る常圧超伝導の発現について報告する。我々は、SrLaAlO4基板上に、GOALL-Epitaxy（gigantic-oxidative atomic layer-by-layer epitaxy）法を用いて3単位胞厚のLa2.85Pr0.15Ni2O7純相単結晶薄膜を成長させた。抵抗率測定と磁場応答の結果から、超伝導転移温度が45 Kであることが示された。ゼロ抵抗への転移は、ベレジンスキー–コステリッツ–サウレス（BKT）挙動と一致する特性を示し、TBKT = 9 Kであった。相互インダクタンス設定によって、8 K でマイスナー反磁性効果が観測され、これはBKT様の転移と一致する。面内および面直臨界磁場は異方性を示した。走査型透過電子顕微鏡像画像とX線逆格子空間マッピングから、RP型2層ニッケル酸化物薄膜が、NiO2面内において、バルクと比べて約2％のコヒーレントなエピタキシャル圧縮ひずみの下で正方晶相をとることが明らかになった。今回の知見は、常圧条件下でのニッケル酸化物超伝導体の包括的な調査や、ヘテロ構造におけるひずみ工学を通じたさらに高い転移温度での超伝導の探求に道を開く。
