学术预告 | 广东省磁电物性分析与器件重点实验室学术讲座(第三十二期)：镍基高温超导原子尺度氧空位和关联电子态的定量研究

高压下液氮温区镍基超导材料La3Ni2O7体系是目前超导领域的研究热点之一。然而，最近的研究发现，这类材料很难获取高的超导体积分数，可能存在复杂的相结构，严重制约了超导机理的研究。在该报告中，我将介绍我们最近在透射电子显微成像技术方面取得的突破，特别是多片层电子叠层衍射成像技术，实现了突破极限的三维空间分辨率(Science, 372, 826 (2021))。利用该技术，我们首次实现了氧化物中原子尺度氧空位含量精确可靠的定量。发现在La3Ni2O7中氧空位主要存在于中间顶点氧位，并在纳米尺度存在很强的分布不均匀性。结合电子能量损失谱，成功将镍基高温超导材料的氧空位和空穴浓度及其原子面分布直接关联起来，解释了该体系超导体积分数偏小的原因，并揭示了重要的电子态特征(Nature (2024))。同时，这种原子分辨轻元素含量（氧含量）的定量方法，可以用于定量研究功能材料中广泛存在的原子缺陷。在报告中，我还将介绍固体材料中点缺陷及其诱导的结构畸变的直接三维成像(arXiv: 2406.04252 (2024))。这些成像技术的发展为功能材料体系的微观结构和拓扑磁结构的高分辨率和高精度成像提供了很多新的机遇(Nature Nanotechnology, 17, 1165 (2022))。

陈震，中国科学院物理研究所特聘研究员，博士生导师，获得国家和中科院基金支持，承担多项国家重大研究项目。博士毕业于中国科学院物理研究所，之后于澳大利亚莫纳什大学和美国康奈尔大学做博士后，曾任清华大学材料学院北京电子显微镜中心副研究员。主要致力于电子显微学技术开发和功能材料研究，相关研究工作获得图像分辨率吉尼斯世界纪录和两院院士评选的2021年世界十大科技进展新闻之一。入选MIT Technology Review 2021年度中国区35位35岁以下创新人物、获得美国显微学会博士后奖和《Microscopy Today》创新奖等。