双层镍酸盐中的磁性与超导性

bilayer nickelate La$_{3}$Ni$_{2}$O$_{7}$ 中高温超导性的发现 necessitates a minimal theoretical model that unifies the superconducting phase with the spin-density-wave (SDW) phase without external pressure or strain. 我们提出了一种模型，其中半填满的 $d_{z^{2}}$ 局域矩与通过强 Hund 耦合 $J_H$ 与流动的 $d_{x^{2}-y^{2}}$ 电子相互作用，模型在大 $J_H$ 极限下简化为双层 II 类 t-J 模型。通过在 $L_y=4, L_z=2$ 圆柱上的 iDMRG 计算，我们展示了双交换铁磁性与平面超交换之间的竞争产生了周期为 4 的条状 SDW 有序——这一特征在仅包含 $d_{x^2-y^2}$ 轨道的单轨道 t-J 模型中不存在。此外，增加层间交换耦合会抑制磁性有序并稳定层间 s 型超导性。这些结果确定了 II 类 t-J 模型是捕捉 bilayer 镍酸盐中磁性与超导性相互作用的最小框架。