Using first-principles density functional theory calculations, we investigated the effect of charge doping in a LaNiO$_3$/SrTiO$_3$ superlattice. The detailed analysis based on two different simulation methods for doping clearly shows that the electronic and structural properties change in a systematic way that the orbital polarization ({\it i.e.} relative occupation of two Ni-$e_g$ orbitals) is reduced and the Ni to apical oxygen distance enlarged as the number of doped electrons increases. Also, the rotation angles of the NiO$_6$/TiO$_6$ octahedra strongly and systematically depend on the doping so that the angle $γ$ gradually decreases whereas the $α$ and $β$ increase as a function of electron doping. Further analysis shows that the electron (hole) doping can play a similar role with the compressive (tensile) strain for the octahedral rotations. Our results not only suggest a possible way to control the orbital and structural property by means of charge doping, but also provide useful information to understand the experiments under various doping situations such as oxygen vacancy.
First-principles study of electron and hole doping in perovskite nickelates
稀土镍酸盐R $^{3+}$ Ni $^{3+}$ O $_3$（R=Lu-Pr，Y）在其体相中表现出显著的金属-绝缘体转变，其温度可以通过稀土半径调节。这些化合物也是新发现的无限层RNiO 2超导体的母相。虽然密集的理论工作已经致力于了解的起源中的金属-绝缘体转变的散装，只有少数研究的作用，空穴和电子掺杂的稀土替代RNiO $_3$材料。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了空穴和电子掺杂对镍酸盐SmNiO 3的影响。我们进行计算，没有哈伯德像U势的Ni 3d水平，但与元GGA更好地修正自相互作用的错误。我们发现，在低掺杂，极化子的形成与中间局域态的带隙导致半导体行为。在更大的掺杂，中间状态蔓延越来越多的带隙，直到它们合并的价带（空穴掺杂）或导电（电子掺杂）带，最终导致在25%的R阳离子取代的金属状态。这些结果让人想起文献中的实验数据，并表明DFT模拟没有任何经验参数是合格的相关氧化物中的掺杂效应的研究和探索的机制，稀土镍酸盐的超导相。
Heterostructuring as Gateway to Electron Doping of Nickelate Superconductors
Northwest University（西北大学）；University of Hyogo（兵库大学）；Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）；Soochow University（苏州大学）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Southeast University（东南大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；TU Wien（维也纳工业大学）
Magnetic Correlations and Pairing Tendencies of the Hybrid Stacking Nickelate Superlattice La$_7$Ni$_5$O$_{17}$ (La$_3$Ni$_2$O$_7$/La$_4$Ni$_3$O$_{10}$) under Pressure
Correlations turn electronic structure of finite-layer nickelates upside down
受最近在五层镍酸盐Nd $_6$ Ni $_5$ O $_{12}$ [Nature Materials 10.1038]中发现的超导电性的启发，我们计算了它的电子结构和超导临界温度。我们发现，电子相关性是必不可少的推动Nd $_6$ Ni $_5$ O $_{12}$到超导掺杂范围，因为它们移动的电子袋以上的费米能。因此，Nd $_6$ Ni $_5$ O $_{12}$可以用每个Ni的单个$d_{x^2-y^2}$轨道来描述。相反，对于双层镍酸盐Nd $_3$ Ni $_2$ O $_6$，我们发现相关性驱动系统进入三轨道制度，也涉及Ni $d_{xz,yz}$状态。然而，我们建议，最佳掺杂的单轨道物理可以通过用四价Zr取代60%的三价Nd或La来恢复。
Distinct pairing symmetries of superconductivity in infinite-layer nickelates
本文基于[Phys. Rev. B \textbf{101}，020501（R）]中提出的广义模型哈密顿量的重整化平均场论，对新发现的超导镍酸盐Nd $_{1-x}$ Sr $_{x}$ NiO $_{2}$的配对对称性进行了理论预言.对于关键参数的实际值，我们发现小掺杂区域中的带隙（$d+is$）波配对状态与大掺杂区域中的无带隙$d$波配对状态之间存在转变，并伴有费米表面的突然变化在临界掺杂处。我们的整体相图也显示了一个（$d+is$）-$s$ -波过渡的可能性，如果电子杂化是相对较小的。在任何一种情况下，低掺杂（$d+is$）波状态是一个带隙的超导状态与破坏的时间反转对称性。我们的研究结果与最近的实验观测结果定性一致，并预测了未来测量中要检查的几个关键特征。
Electron doped layered nickelates: spanning the phase diagram of the cuprates
Pr $_4$ Ni $_3$ O $_8$是空穴掺杂层状铜酸盐的过掺杂类似物。在这里，我们通过从头计算表明，Ce掺杂的Pr $_4$ Ni $_3$ O $_8$（Pr $_3$ CeNi $_3$ O $_8$）具有相同的电子结构的反铁磁绝缘相的母体铜酸盐。我们发现，大量的铈掺杂应该是稳定的，其他4+阳离子将产生类似的反铁磁绝缘状态，认为这种配置是强大的层状镍酸盐的足够低的化合价。在不同的$d$填充的铜酸盐的类比表明，接近1/8的中间Ce掺杂浓度应该是一个合适的地方，在这些低价Ni氧化物中寻找超导电性。
Delta Doping of Ferromagnetism in Antiferromagnetic Manganite Superlattices
我们证明，三角洲掺杂可以用来创建一个尺寸限制区域的金属铁磁性的反铁磁（AF）锰氧化物主机，而不会引入任何明确的混乱，由于掺杂剂或挫折的自旋。用数字合成技术将δ掺杂载流子插入到锰氧化物超晶格中。这些额外的载流子的理论考虑表明，它们导致局部增强铁磁（F）双交换相对于AF超交换，导致局部倾斜的AF自旋。这导致了高度调制的磁化，如通过极化中子反射计测量的。倾斜的空间调制与电荷从掺杂层的扩散有关，并且建立了这些锰氧化物中的电荷转移、轨道占据和磁序的变换的基本长度尺度。此外，我们证实了存在的倾斜，AF状态的预测由德Gennes [P.- G. de Gennes，Phys. Rev. 118，141（1960）]，但仍然难以捉摸。
From perovskite to infinite-layer nickelates: hole concentration from x-ray absorption
Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）；Universite de Strasbourg, CNRS, IPCMS UMR 7504（斯特拉斯堡大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）
Ni-O hybridization-driven electronic reconstruction across the superconducting dome in an infinite-layer nickelate
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（科学与技术研究局）；Shanghai University（上海大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
Charge ordering in Ni$^{1+}$/Ni$^{2+}$ nickelates: La$_4$Ni$_3$O$_8$ and La$_3$Ni$_2$O$_6$
用从头计算方法研究了三层结构镍酸盐LaPDMATHABMM NiPDMATHABMN O $_8$中最近发现的超晶格峰的起源。这些峰来自于Ni-O键在45 $^{\circ}$处取向的NiPDMATHABMP/NiPDMATHABMQ条带的静电荷有序化。绝缘状态起源于结构畸变和磁序的组合，其中间隙仅在d $_{x^2-y^2}$状态流形内形成。当掺杂时，电子或空穴将进入这些状态，以类似于铜氧化物中发生的方式。类似的计算表明，棋盘电荷顺序应该发生在双层镍酸盐La $_3$ Ni $_2$ O $_6$。这些结果揭示了La $_4$ Ni $_3$ O $_8$和La $_3$ Ni $_2$ O $_6$与La $_{2-x}$ Sr $_x$ NiO $_4$（x=1/3和x=1/2）之间的密切联系。
Correlated electronic structure of a quintuple-layer nickelate
本文用密度泛函理论和动力学平均场论（DFT+DMFT）对两种已知的稀土层状镍酸盐超导体：空穴掺杂RNiO $_{2}$（$n=\infty$）和$_{6}$ Ni $_{5}$ O $_{12}$（$n=5$）进行了比较研究。在相同的标称载流子浓度下，这两种材料表现出几乎相同的电子结构和多体相关效应：质量增强，自能和职业。然而，五层镍酸盐的费米学比其无限层对应物更像二维，使得这种新的超导五层镍酸盐更像铜，而不需要化学掺杂。
Intrinsic magnetism in superconducting infinite-layer nickelates
Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$ [1]中超导性的发现引入了一个新的层状镍酸盐超导体家族，该家族现在已经扩展到包括一系列Sr掺杂[2，3]、Pr或La代替Nd [4-6]以及5层Nd $_6$ Ni $_5$ O $_{12}$ [7]。许多研究表明，这些材料中的电子相关性很强[8-14]，因此一个中心问题是这些相互作用是否会导致磁性。在这里，我们报告的一系列超导无限层镍酸盐的μ子自旋旋转/弛豫研究。在所有的情况下，我们观察到一个内在的磁性基态，无论稀土离子或掺杂，所产生的局部时刻的镍亚晶格。磁性（可能是反铁磁和短程有序的）与超导性的共存让人想起一些铁磷属元素化物[15]和重费米子化合物[16]，并且与掺杂的铜酸盐[17]在性质上不同。
