三层镍酸盐中密度波有序的电子起源

Ruddlesden-Popper 镍酸盐中发现了超导性，开辟了高温超导体研究的新前沿。然而，相关的配对机制及其与材料电子和磁性基态之间的关系仍不清晰。由于非传统超导性常源于磁关联的复杂相互作用，阐明镍酸盐在常压下的磁性基态对于理解在高压下超导性的出现至关重要。本文结合高分辨率角谱光子能谱 (ARPES) 和紧束道模型模拟，研究了代表性三层 Ruddlesden-Popper 镍酸盐 La$_4$Ni$_3$O$_{10}$ 的电子结构。我们提供了由层间耦合引起的能带分裂的首个实验证据，并进一步解析了沿所有费米面积的动量相关密度波间隙结构。我们的发现识别出镜像选择性费米面盘绕是层间反磁性自旋密度波的起源，并证明了 Ni-3d$_{z^2}$ 轨道在 La$_4$Ni$_3$O$_{10}$ 低能物理中的主导作用。这一结果为理解 Ruddlesden-Popper 镍酸盐族系的磁性相互作用和高温超导性机制提供了基本框架。