压力下 La$_4$Ni$_3$O$_{10}$ 中的超导性

在压力下，三层镍酸盐化合物 La$_{4}$Ni$_3$O$_{10}$ 中超导性（SC）的发现引起了极大关注。在这项工作中，我们提出了一个三层双 $E_g$ 轨道 $t$-$J_{\parallel}$-$J_{\perp}$ 模型，以研究该系统中 SC 的微观起源。在强耦合区域，每一层由具有层内反铁磁交换 $J_{\parallel}$ 的 $t$-$J_{\parallel}$ 模型主导，同时允许电子在层间跃迁，并通过层间交换 $J_{\perp}$ 发生相互作用。内层 $3d_{z^2}$ 轨道电子倾向于与相邻层中的电子形成成键态，导致电子密度的重新分布。数值模拟结果表明，SC 主要由 $3d_{z^2}$ 轨道介导，其特征是外层中的层内扩展 $s$ 波配对，并伴随具有相反符号的层间配对。此外，我们发现电子掺杂增强了 SC，而空穴掺杂倾向于抑制它。这些发现为 La$_{4}$Ni$_3$O$_{10}$ 的 SC 机制及其对电荷掺杂的敏感性提供了新见解。