(111)镍酸盐双层膜的有限温度相图

我们报道了对沿[111]方向排列并与四个原子单层LaAlO$_3$交错的LaNiO$_3$（LNO）双层膜氧化物异质结构的密度泛函理论加动力学平均场理论（DFT+DMFT）研究。DFT+$U$优化产生了两个稳定的解：具有等价NiO$_6$八面体的均匀结构，以及具有呼吸畸变的键不成比例（BD）结构。对于这两种结构，我们通过Wannier投影辅以Kanamori相互作用构建了描述Ni $e_g$ 态的低能模型，并通过DMFT求解。利用混合化展开中的连续时间量子蒙特卡洛算法，我们研究了145 K至450 K之间的温度范围。对于均匀结构和BD结构，我们发现了相似的相图，包含四个相：铁磁金属（FM）、顺磁金属（PM）、反铁磁轨道有序绝缘体（AOI）以及顺磁绝缘体（PI）。通过计算环面和圆柱面上的动量分辨谱函数，我们证明FM相不是Dirac金属，而两个绝缘相在拓扑上都是平庸的。通过与现有的实验数据和双轨道Hubbard模型的模型DMFT研究进行比较，我们提出LNO双层膜在室温下处于AOI相。