📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

Переполненный стадион: болельщики мечутся хаотично, создавая толчею и сопротивление. Так ведут себя электроны в обычном проводнике. При сверхпроводимости они объединяются в пары и движутся синхронно — как зрители, взявшиеся за руки и спокойно покидающие трибуны, без потерь энергии. Долгое время считалось, что для такой дисциплины нужен сильный холод и особые материалы вроде купратов. Недавно сверхпроводимость нашли в никелатах — соединениях никеля, похожих по структуре на слоёный пирог, — но она требовала высокого давления. Теперь же исследователи вырастили тонкую плёнку никелата (La,Pr)₃Ni₂O₇ на подложке из SrLaAlO₄ и добились сверхпроводимости при обычном атмосферном давлении.

Сканирующий туннельный микроскоп — устройство, которое ощупывает поверхность острейшей иглой, снимая карту электронных состояний, — позволил заглянуть в самое сердце явления. При температуре ниже 40 Кельвинов (минус 233 °C) в спектре электронов проступила характерная U-образная щель с плоским дном — энергетический провал без остаточной плотности состояний. В толпе болельщиков вдруг образовался пустой коридор, по которому пары электронов скользят без помех. Форма щели показывает, что спаривание происходит без узлов — энергетическая брешь одинакова во всех направлениях, словно круглая площадь, свободная от препятствий.

При нагревании U-образная щель плавно заполнялась и превращалась в V-образную — электроны постепенно возвращались в хаотичное состояние. Магнитное поле в 14 Тесла (примерно в 300 тысяч раз сильнее магнита на холодильнике) заставило щель сузиться, подтверждая её сверхпроводящую природу. Измерения сопротивления на том же образце показали нулевое сопротивление ниже 20 К, а начало перехода — выше 40 К. Так впервые удалось напрямую увидеть энергетическую щель в никелатном сверхпроводнике без высокого давления. Она оказалась удивительно симметричной и устойчивой. Это открытие подсвечивает природу высокотемпературной сверхпроводимости и намекает на возможность локальной сверхпроводимости при температурах, сравнимых с жидким азотом, в никелатах при обычных условиях.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2605.15703

The discovery of high transition temperature (high-Tc) superconductivity in Ruddlesden-Popper (R-P) bilayer nickelates under high pressure has stimulated extensive work to understand the underlying mechanism and search for superconductors with higher Tc. The recent realization of superconductivity in R-P bilayer nickelate thin films with onset Tc above 40 K at ambient-pressure enables the use of a wide array of powerful experimental tools to investigate the unconventional high-Tc superconductivity in bilayer nickelates. Here, using ultra-low temperature scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/S) and electrical transport study, we report the first successful observation of an energy-symmetric, flat-bottom U-shaped gap with zero residual density of states around the Fermi level in the high-Tc nickelate (La,Pr)3Ni2O7 thin film grown on SrLaAlO4 substrate. Before and after STM/S studies, transport measurements on the same sample reveal consistent superconducting behaviors showing zero resistance, with an onset Tc above 40 K and zero resistance Tc above 20 K. The tunneling spectra exhibit highly unconventional temperature evolution, characterized by a rapid filling of the U-shaped energy gap to a V-shaped gap as the temperature increases. Furthermore, the U-shaped energy gap is reduced under a c-axis magnetic field of 14 T. The energy-symmetric U-shaped gap, taken together with its dependence on magnetic field and temperature, is consistent with the behavior of a superconducting gap, suggesting a nodeless gap function at ultra-low temperatures. Our findings shed new lights on the nature of high-Tc superconductivity and provide an encouraging and thought-provoking hint for a local superconductivity with Tc above liquid nitrogen boiling temperature in nickelate superconductors at ambient or zero pressure.