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超导镍氧化物 Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$ 的有效哈密顿量

超导电性 2020-03-04 v2 强关联电子

摘要

我们推导了镍酸盐化合物 Nd1x_{1-x}Srx_xNiO2_2 在平坦 NiO2_2 平面中的有效单带哈密顿量。我们首先利用 Heyd-Scuseria-Ernzerhof 杂化密度泛函实施第一性原理计算以研究镍酸盐的电子结构,并推导出 NiO2_2 平面中 Ni+^+ 3dx2y23d_{x^2-y^2} 与 O2^{2-} 2px/y2p_{x/y} 轨道的 Ni-O pdσpd\sigma 带的三带 Hubbard 模型。为获得有效的单带 tt-tt'-JJ 模型哈密顿量,我们对 Ni5_5O16_{16} 团簇的三带 Hubbard 模型进行精确对角化,并将低能谱映射到有效单带模型上。我们发现未掺杂的 NiO2_2 平面是 Hubbard Mott 绝缘体,且掺杂空穴主要位于 Ni 位点上。NiO2_2 平面的物理本质是一个掺杂 Mott 绝缘体,由单带 tt-tt'-JJ 模型描述,其中 t=265t=265~meV、t=21t'=-21~meV、J=28.6J=28.6~meV。我们还讨论了 Nd1x_{1-x}Srx_xNiO2_2 中 Nd3+^{3+} 5d5d 特征的电子口袋的“自掺杂”效应与重费米子行为。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.07427,
  title  = {Effective Hamiltonian for superconducting Ni oxides Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$},
  author = {Hu Zhang and Lipeng Jin and Shanmin Wang and Bin Xi and Xingqiang Shi and Fei Ye and Jia-Wei Mei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.07427},
  year   = {2020}
}