镍酸盐中可能超导配对机制的二轨道模型

新合成的锶掺杂RNiO$_2$（R=Nd, La）超导体激发了人们对其配对机制与配对本质的广泛兴趣。本文中，我们从一个包含Ni-$3d_{x^2-y^2}$-与$3d_{xy}$-轨道的二轨道模型出发研究该家族的配对机制，该模型具有扩展Hubbard相互作用及诱导的低能有效超交换相互作用。随后，我们利用大规模变分蒙特卡洛方法研究该体系中的配对对称性。我们的结果表明，镍酸盐中的主导配对对称性为轨道内$d_{x^2-y^2}$-波单重态配对，这与铜氧化物类似。然而，由于在低锶掺杂区间，Ni-$3d_{x^2-y^2}$轨道保持半满且单占据从而形成Mott绝缘背景，而Ni-$3d_{xy}$轨道容纳了几乎所有额外掺杂空穴并在此背景上自由运动，两个家族的物理性质存在两个重要差异。第一个差异体现在单粒子方面：虽然$3d_{x^2-y^2}$自由度保持Mott绝缘，其谱权重在低掺杂下被钉扎于零，但$3d_{xy}$自由度表现为费米液体，谱权重接近1。第二个差异体现在配对方面：虽然巨大的轨道内$3d_{x^2-y^2}$配对能隙实为与超导无关的赝能隙，但小的轨道内$3d_{xy}$配对能隙才是真正的超导配对能隙，它通过BCS关系与$T_c$相关。这两个差异均可通过角分辨光电子能谱验证。