无限层镍酸盐超导体中扫描隧道显微镜谱的电子理论

近期在超导 Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$ 薄膜中观测到的 U 形与 V 形谱（及其混合）被解释为这种镍酸盐超导体中存在两种不同的能隙对称性 [Gu et al., Nat. Comm. 11, 6027 (2020)]。在此，利用捕捉 Ni-$3d_{x^2-y^2}$ 与稀土 (R)-$5d_{3z^2 - r^2}$ 轨道主要贡献的两带模型，我们表明该实验观测可简单地用如下配对情形解释：Ni 带具有最低谐频的常规 $d_{x^2-y^2}$ 波能隙结构，而 R 带具有含高次谐频的 $d_{x^2-y^2}$ 波能隙。我们采用第一性原理 Wannier 函数对 STM 谱进行真实模拟，以恰当考虑隧穿过程，并根据 STM 针尖在晶胞内的位置得到 V、U 及混合谱线形状。V 形与 U 形谱分别来自 Ni 带和 R 带，而 Wannier 函数本质上提供了依赖于位置的权重因子，决定了给定晶胞内位置处的谱线形状。我们提出了一种相位敏感实验，以区分所提出的 $d$ 波能隙结构与时间反演对称性破缺的 $d+is$ 能隙，后者产生非常相似的晶胞内谱。