La transición de fase que nadie había notado exprés
La familia de los niquelatos son cristales en capas, parecidos a una pila de panqueques: las capas de níquel y oxígeno se alternan con intercapas de lantano. Hace dos años se descubrió en ellos la superconductividad, la capacidad de conducir corriente sin resistencia al enfriarse. Pero los datos de distintos laboratorios variaban tanto como si cada uno midiera un material diferente. Un grupo de investigadores decidió averiguar qué ocurría.
Cultivaron monocristales impecables de toda la serie Laₙ₊₁NiₙO₃ₙ₊₁ y los sometieron a decenas de pruebas: desde rayos X hasta mediciones magnéticas, desde dos grados por encima del cero absoluto hasta mil grados Celsius. Y encontraron lo que se les escapaba a otros: a alta temperatura, en el cristal ocurre otra reorganización de los átomos, no la que lleva a la fase tetragonal, sino una completamente distinta. Antes no se notaba porque se camufla tras la transición más evidente.
Esta transición de fase "silenciosa" explica la disparidad de resultados: según las condiciones de síntesis, el cristal puede quedar a un lado u otro de una frontera invisible. Ahora, conociéndola, se pueden cultivar niquelatos con propiedades controladas y acercarse a la comprensión de la superconductividad de alta temperatura.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2606.27040
The discovery of superconductivity at $$15\,\mathrm{K}$$ in the infinite-layer nickelate $$(\mathrm{Nd},\mathrm{Sr})\mathrm{NiO}_2$$, followed by superconductivity at $$80\,\mathrm{K}$$ in the Ruddlesden--Popper phase $$\mathrm{La}_3\mathrm{Ni}_2\mathrm{O}_7$$, has ushered in a new era of nickelate research. Despite this progress, large discrepancies between reports exist. Here, we investigate the complete series of bulk-stable $$\mathrm{La}_{n+1}\mathrm{Ni}_n\mathrm{O}_{3n+1}$$ compounds using a comprehensive set of experimental techniques, including PXRD, single-crystal XRD, electron microscopy, heat capacity, differential scanning calorimetry, magnetic susceptibility, and transport measurements, over a broad temperature range from $$2$$ to $$1000\,\mathrm{K}$$. By studying high-quality single crystals, we identify a previously underappreciated high-temperature phase transition in Ruddlesden--Popper nickelates $$\mathrm{La}_{n+1}\mathrm{Ni}_n\mathrm{O}_{3n+1}$$ distinct from the one going to a tetragonal phase.
La superconductividad en los niquelatos se descubrió recién en 2019, aunque el primer niquelato se sintetizó en la década de 1970: durante medio siglo a nadie se le ocurrió enfriarlo y comprobar su resistencia.