双层镍酸盐异构结构中的关联电子结构与非传统超导性

近期在薄膜双层镍酸盐中发现的室压超导性为探索这一新型高温超导体 $T_C$ 的电子结构提供了新的可能性。本文构建了一个针对薄膜系统的真实多轨道 Hubbard 模型，通过整合第一性原理计算与扫描透射电子显微镜（STEM）测量，揭示了更高对称性的晶格。互动参数采用受限随机相近似（cRPA）计算。采用 DFT 加簇状均匀场理论（CDMFT）计算，并使用 cRPA 计算的局域库仑排斥 $U$ 及实验测得的电子填充数 $n$，定量再现了角谱光电子能谱（ARPES）实验中的费米面。与简单 DFT+$U$ 结果的费米面拓扑差异凸显了关联效应的必不可少作用。基于所得的关联电子结构，修正的随机相近似（RPA）方法产生了显著的 $s^{\pm}$ 波配对不稳定性，由于费米面之间以主要 $d_{z^{2}}$ 轨道为主的带状存在强自旋涨落引起。我们的发现表明，DFT+cRPA+CDMFT 方法在精确确定关联电子结构参数方面具有定量有效性，无需微调即可实现。所揭示的中间关联效应可能解释了压力下 bulk 及应变薄膜双层镍酸盐中相同数量级的 $T_C$ 起始值。