10月15日消息,Moeen ud din、Tsun-Sung Kuo、Yun-Chen Liao、Akhilesh Kr. Singh、Uddipta Kar、Wei-Li Lee、Guang-Yu Guo等研究者联合在arXiv发表论文(编号2610.21163),报告了金红石二氧化钌(RuO2)薄膜中的应变调控超导性研究。

实验上,研究者在TiO2(110)衬底上外延生长了多个RuO2(110)取向薄膜,在20纳米与30纳米厚度的薄膜中观测到临界温度约2.0K的超导转变。理论上,团队在McMillan框架(各向同性Migdal-Eliashberg理论)内研究了RuO2(110)与RuO2(100)两种取向外延薄膜的超导性,计算得到的声子色散关系显示外延应变系统性地改变了薄膜的电声耦合性质——这是应变增强超导性的微观机制来源。

背景意义:RuO2本身是工业上广泛使用的导电氧化物(电催化、电极材料),近年更因疑似"外尔半金属"拓扑能带而成为凝聚态物理热点,但其体相此前未被确认为超导体。在薄膜应变工程下诱导出超导性,说明衬底应变可以"打开"这类复杂氧化物中沉睡的超导通道,为strain engineering调控量子材料提供了又一直接案例;实验与第一性原理计算的闭环互证,也使应变-声子-超导的因果链条更加可信。对应用侧而言,RuO2体系兼具良好外延可控性与化学稳定性,若能通过应变与掺杂进一步抬升Tc,其在超导电子学与氧化物异质结器件中的价值值得关注。 (来源:arXiv)