无限层镍酸盐中掺杂载流子的轨道与自旋特征

近来在Nd$_{1-x}$Sr$_{x}$NiO$_2$中发现超导现象引起了该领域的重大关注。一个关键的开放问题涉及电子结构随空穴掺杂的演化。在此，我们利用X射线吸收谱(XAS)和共振非弹性X射线散射(RIXS)探测NiO$_2$平面的掺杂依赖电子结构。掺杂后，除主吸收峰外，Ni $L_3$边XAS中发展出一个更高能特征。通过将我们的数据与包含$D_{4h}$晶体场的原子多重态计算比较，该掺杂诱导特征与$d^8$自旋单态一致，其中掺杂空穴居于$d_{x^2-y^2}$轨道，类似于掺杂单带Hubbard模型。RIXS谱中观察到的轨道激发进一步支持这一点，其在掺杂时软化，与$d_{x^2-y^2}$轨道中空穴增加相关的费米能级移动相印证。