論文の概要: Probing the Meissner effect in pressurized bilayer nickelate superconductors using diamond quantum sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10275v1
- Date: Mon, 14 Oct 2024 08:23:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-29 22:34:36.491773
- Title: Probing the Meissner effect in pressurized bilayer nickelate superconductors using diamond quantum sensors
- Title（参考訳）: ダイヤモンド量子センサを用いた加圧二層窒化物超伝導体におけるマイスナー効果の探索
- Authors: Junyan Wen, Yue Xu, Gang Wang, Ze-Xu He, Yang Chen, Ningning Wang, Tenglong Lu, Xiaoli Ma, Feng Jin, Liucheng Chen, Miao Liu, Jing-Wei Fan, Xiaobing Liu, Xin-Yu Pan, Gang-Qin Liu, Jinguang Cheng, Xiaohui Yu,
- Abstract要約: 加圧された$mathrmLa_3Ni_2O_7-delta$の超伝導反磁性の明確な証拠はない。
ラマンスペクトルとNVイメージングは、非超伝導領域で生じる酸素イオンの変位に関連する不完全な構造変化を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.682344072264915
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent reports on the signatures of high-temperature superconductivity with a critical temperature Tc close to 80 K have triggered great research interest and extensive follow-up studies. Although zero-resistance state has been successfully achieved under improved hydrostatic pressure conditions, there is no clear evidence of superconducting diamagnetism in pressurized $\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$ due to the low superconducting volume fraction and limited magnetic measurement techniques under high pressure conditions. Here, using shallow nitrogen-vacancy centers implanted on the culet of diamond anvils as in-situ quantum sensors, we observe convincing evidence for the Meissner effect in polycrystalline samples $\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$ and $\mathrm{La_{2}PrNi_{2}O_{7}}$: the magnetic field expulsion during both field cooling and field warming processes. The correlated measurements of Raman spectra and NV-based magnetic imaging indicate an incomplete structural transformation related to the displacement of oxygen ions emerging in the non-superconducting region. Furthermore, comparative experiments on different pressure transmitting media (silicone oil and KBr) and nickelates ($\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$ and $\mathrm{La_{2}PrNi_{2}O_{7}}$) reveal that an improved hydrostatic pressure conditions and the substitution of La by Pr in $\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$ can dramatically increase the superconductivity. Our work clarifies the controversy about the Meissner effect of bilayer nickelate and contributes to a deeper understanding of the mechanism of nickelate high-temperature superconductors.
- Abstract（参考訳）: 臨界温度Tcが80K近い高温超伝導のサインに関する最近の報告は、大きな研究関心と広範なフォローアップ研究を引き起こしている。
改良された静水圧条件下ではゼロ抵抗状態が達成されているが、高圧条件下での低い超伝導体積率と限られた磁気測定技術により、加圧された$\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$における超伝導双磁性の明確な証拠はない。
ここでは,ダイヤモンドアンビルに埋もれた浅い窒素空孔中心をその場での量子センサとして使用し,多結晶試料$\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$および$\mathrm{La_{2}PrNi_{2}O_{7}}$:フィールド冷却および電場温暖化過程における磁場放出の証拠を観察する。
ラマンスペクトルとNV系磁気イメージングの相関測定は、非超伝導領域に出現する酸素イオンの変位に伴う不完全な構造変化を示す。
さらに、異なる圧力伝達媒体 (シリコーンオイルとKBr) とニッケル酸塩 (\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$) と$\mathrm{La_{2}PrNi_{2}O_{7}}$) の比較実験により、改良された静水圧条件と、$\mathrm{La_{3}Ni_{2}O_{7-\delta}}$のPrによるLaの置換により超伝導が劇的に増大することを示した。
本研究は, 二層ニケレートのマイスナー効果に関する論争を明らかにし, ニケレート高温超伝導体の機構のより深い理解に寄与する。
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