$\mathrm{La_{4}Ni_{3}O_{10}}$的三层多轨道模型

近期，在压力下Ruddlesden-Popper (RP) 相$\mathrm{La_4Ni_3O_{10}}$中发现的超导性进一步扩展了镍基超导体家族的范围。在本文中，我们对$\mathrm{La_4Ni_3O_{10}}$在常压下的$P2_1/a$相和高压下的$I4/mmm$相进行了第一性原理研究，$U$值取0和3.5 eV。我们的结果证实了在压力下Ni-$d_{z^2}$成键带特征性的上移。此外，我们对电子能谱和轨道占据的分析揭示了压力下电子重构的动力学机制，该机制蕴含于一个关键的双重效应中。基于我们的结果，我们进一步通过对Ni-$e_g$轨道进行Wannier降维，提出了一个三层双轨道模型。我们的模型揭示了四个费米面片，具有$\alpha,\beta,\beta^\prime,\gamma$口袋，与双层$\mathrm{La_3Ni_2O_7}$的费米面相似。根据该模型，我们在随机相位近似下计算的自旋磁化率表明，$d_{x^2-y^2}$轨道对RP系列中的磁涨落也很重要。最后，我们提出了一个具有直接$dp$、$pp$跃迁的高能十六轨道模型，这意味着$\mathrm{La_4Ni_3O_{10}}$在Zaanen-Sawatzky-Allen方案中也处于电荷转移图像中。我们对电子重构和多轨道模型的阐述，为RP系列中理论电子关联研究和实验探索低压超导体提供了启示。