一种用于掺杂无限层镍酸盐的超晶格方法

近期在无限层 Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$ 薄膜中观测到超导性引起了广泛关注，因为该化合物在电子结构和晶体结构上都与超导铜氧化物类似。由于在用 Sr 进行化学掺杂时的相稳定化挑战，我们合成了嵌入绝缘 LaGaO$_3$ 中的 LaNiO$_3$ 人工超晶格，并利用层选择性拓扑化学反应将镍酸盐层还原为 LaNiO$_{2}$。空穴掺杂通过界面氧原子实现，并通过层厚度调节。我们使用电输运测量、透射电子显微镜和 X 射线光谱结合第一性原理计算来追踪还原过程中局域镍电子构型的变化，发现这些变化是可逆的。我们的实验和理论数据表明，掺杂的空穴被俘获在界面二次金字塔形 Ni 位点上。对电子掺杂情形的计算预测了一种不同的行为，即电子在各层间均匀分布，从而为过渡金属氧化物的界面掺杂开辟了有趣的前景。