高自旋、低自旋或无间隙自旋态：双层镍酸盐中的磁性

受近期在双层镍酸盐中发现高温超导性的启发，我们研究了来自假设绝缘 $d^8$ 初始态的磁性。我们展示由于超交换作用与 Hund 耦合之间的相互作用，体系可以处于高自旋、低自旋或自旋无间隙态。低自旋态在 $d_{z^2}$ 轨道中呈现跨双层的配对子态，电荷载流子位于 $d_{x^2-y^2}$ 轨道中。因此，在低能尺度上，它表现为一种有效的单能带系统，当掺杂孔电子时。相比之下，高自旋态是一个更稳健的自旋-1 反亚历山大磁体。利用 Hartree-Fock 方法，我们发现对于固定的相互作用强度和掺杂水平，高自旋磁性比低自旋更稳健。是否意味着高自旋态提供更强的配对胶，或更强地与超导性竞争仍是一个开放问题。我们的分析因此强调了确定自旋态对于理解镍酸盐中超导性的重要性。