双层镍基超导体La$_3$Ni$_2$O$_7$的有效模型与配对趋势

自铜氧化物发现以来，高T$_c$超导性的起源一直是一个突出的谜题。最近，在压力下的双层镍酸盐La$_3$Ni$_2$O$_7$中观察到高T$_c$超导性，其结构在两层的层间具有顶氧，不同于多层铜氧化物。受此发现启发，我们使用第一性原理计算以及从弱耦合和强耦合视角研究其超导不稳定性来考察其电子结构。基于第一性原理能带结构，我们在平方晶格上构建了一个由$d_{x^2-y^2}$和$d_{z^2}$轨道组成的双层双轨道模型，其准确捕捉了低能电子性质。在该模型内，我们使用泛函重整化群方法和多轨道t-J模型研究配对不稳定性。揭示了在不同费米面上具有变号能隙的$s_{\pm}$-波配对，令人联想到铁基超导体。发现Ni-$d_{z^2}$轨道及其相关的层间和层内交换耦合对高T$_c$超导性至关重要。我们的研究为La$_3$Ni$_2$O$_7$中电子结构和超导性的独特本质提供了有价值的见解，并有助于理解非常规超导体。