无限层镍酸盐中的低能等离激元激发

无限层镍酸盐中超导性的发现目前是凝聚态物理中的一个重要课题，其与铜酸盐的潜在相似性与差异正受到激烈讨论。我们从两种相反的观点确定了镍酸盐中电荷激发谱的普遍特征：(i) 镍酸盐被视为像铜酸盐超导体那样的强关联电子系统，因此可用 $t$-$J$ 模型描述；(ii) 电子关联效应不如铜酸盐强，因此随机相位近似（RPA）计算可能抓住本质物理。我们发现，在这两种情况下，等离激元激发都实现于动量转移 $\vq=(0,0,q_z)$ 附近，尽管在 RPA 中它们往往被更强地阻尼。特别是，这种阻尼被镍酸盐中预期相对较大的层间跳跃所增强。除了重现 Nd$_{0.8}$Sr$_{0.2}$NiO$_2$ 中在 $\vq=(0,0,0)$ 观测到的光学等离激元外，我们在情况 (i) 和 (ii) 中分别得到了在有限 $q_z$ 时于 $\vq=(0,0,q_z)$ 处具有约 $360$ 和约 $560$ meV 能隙的低能等离激元。本工作为回答镍酸盐是否类似铜酸盐提供了可能的理论线索，并有助于对镍酸盐中电荷动力学的普遍理解。