超导无限层镍酸盐母体化合物的电子结构
超导电性
2021-09-14 v1 强关联电子
摘要
寻找物理性质类似于铜氧化物高温超导体但基于镍等替代性过渡金属的氧化物材料的研究，随着时间的推移不断发展和演变。最近在掺杂无限层镍酸盐RNiO2（R = 稀土元素）中发现的超导电性进一步增强了这些努力。其晶体结构与无限层铜氧化物相似——过渡金属氧化物层被稀土间隔层隔开——形式价态计数表明，这些材料具有一价Ni1+阳离子，其3d电子数与铜氧化物中的Cu2+相同。在此，我们利用X射线光谱学结合密度泛函理论，证明RNiO2（R = La, Nd）的电子结构虽然与铜氧化物相似，但也包含显著差异。与铜氧化物中CuO2平面之间具有绝缘间隔层不同，无限层镍酸盐中的稀土间隔层支持一种弱相互作用的三维5d金属态。这种三维金属态与NiO2层中具有3dx2-y2对称性的准二维强关联态杂化。因此，无限层镍酸盐可被视为稀土金属间化合物的同类物，后者以重费米子行为而闻名，其中NiO2关联层扮演着类似于稀土重费米子化合物中4f态的角色。这种独特的近藤或安德森晶格状“氧化物-金属间化合物”取代了莫特绝缘体，成为掺杂后产生超导电性的参考态。
引用
@article{arxiv.1909.02678,
title = {Electronic structure of the parent compound of superconducting infinite-layer nickelates},
author = {M. Hepting and D. Li and C. J. Jia and H. Lu and E. Paris and Y. Tseng and X. Feng and M. Osada and E. Been and Y. Hikita and Y. -D. Chuang and Z. Hussain and K. J. Zhou and A. Nag and M. Garcia-Fernandez and M. Rossi and H. Y. Huang and D. J. Huang and Z. X. Shen and T. Schmitt and H. Y. Hwang and B. Moritz and J. Zaanen and T. P. Devereaux and W. S. Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.02678},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 5 figures