科研进展|上科大物质学院联合课题组在镍砷基超导材料研究中取得新进展

图1. BaNi₂As₂的晶体结构及费米面示意图、Ba表面形貌图和微分电导谱图

联合团队对Ba_1-xSr_xNi₂As₂材料体系进行了系统的结构和物性研究。他们利用低温扫描隧道显微镜在母体BaNi₂As₂的低温（三斜）相中发现了单轴电荷密度波序和多周期的复杂结构调制。通过变温实验发现BaNi₂As₂的高温（四方）相中，单轴电荷密度波消失的同时出现了周期性的1×2超结构。研究进一步发现，Sr掺杂能够抑制Ba_0.5Sr_0.5Ni₂As₂材料中单轴电荷密度波的形成，同时低温（三斜）相的Ba_0.5Sr_0.5Ni₂As₂演变为1×2周期的超结构。相比于母体材料（BaNi₂As₂），Ba_0.5Sr_0.5Ni₂As₂的超导能隙会增强。这些结果表明，对于Ba_1-xSr_xNi₂As₂体系，抑制单轴电荷密度波和复杂结构调制、形成稳定的1×2超结构有利于提升超导性能。

这项工作首次从实空间观测到了Ba_1-xSr_xNi₂As₂超导体的复杂结构和单轴电荷密度波，提供了单轴电荷密度波存在的关键实验证据，揭示了Sr掺杂的对该类材料中电子特性的影响。该成果有助于进一步理解Ba_1-xSr_xNi₂As₂材料中的复杂结构、电荷密度波序、电子向列序和超导之间的关联作用，有助于深化对材料输运特性的认识。