Small and large polarons in nickelates, manganites, and cuprates
通过比较La_{1.67} Sr_{0.33} NiO_{4}（LSNO）、Sr_{1.5} La_{0.5} MnO_4（SLMO）、Nd_2 CuO_{4-y}（NCO）和Nd_{1.96} Ce_{0.04} CuO_{4}（NCCO）的光学电导率，我们发现了这一铜酸盐家族中极化子的一种特殊行为.而在LSNO和SLMO小极化子本地化到有序结构的转变温度以下，在这些铜酸盐的极化子似乎是大的，并在低T的结合能降低。这反映为极化子半径的增加，这可能触发相干输运。
1997-02-21 cond-mat.supr-con
O-bridged electron pairing: the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity in cuprates and nickelates
本文提出以氧原子为桥梁的电子配对机制，用以解释铜氧化物和镍氧化物的非常规高温超导性及 d 波对称性等特征。
2024-09-06 cond-mat.supr-con
$π$/4 phase shift in the angular magnetoresistance of infinite layer nickelates
本文通过磁电阻测量发现无限层镍酸盐中具有四重对称性的角度依赖磁电阻振荡，其$π/4$相移随掺杂或磁场变化，表明存在静态或准静态反铁磁序，与电子掺杂铜氧化物行为相似。
2025-03-25 cond-mat.supr-con
Effects of Sr-doping on the electronic and spin-state properties of infinite-layer nickelates
最近在Sr掺杂的NdNiO $_2$中发现的高T $_{c}$超导（HTS）引起了人们对研究镍酸盐作为铜酸盐对应物的新兴趣。母体铜氧化物[Cu $^{2+}$：d $^9$ ]是反铁磁电荷转移绝缘体，在费米能级附近有一个单一的d $_{x^2-y^2}$带，并有强的$p-d$杂化。相比之下，等电子NdNiO $_2$ [Ni $^+$：d $^9$ ]是金属的，具有由Nd-d态自掺杂的d $_{x^2-y^2}$带。利用第一性原理计算，我们研究了Sr掺杂对无限层镍酸盐电子和磁性的影响以及空穴的性质。我们发现，空穴掺杂倾向于使材料更像铜酸盐，因为它使自掺杂效应最小化，它增强了$p-d$杂化，并且它产生低自旋（S=0，非磁性）Ni $^{2+}$掺杂剂，类似于出现在铜酸盐中的S=0 Zhang-Rice单线态。
2020-08-05 cond-mat.supr-con
Oxygen-driven altermagnetic symmetry inducing d-wave superconductivity in the cuprates and nickelates
本文提出铜氧化物和镍氧化物中CuO2/NiO2层的面内氧子晶格可内禀实现交变磁对称性，通过氧中心交错s波配对诱导具有C4对称性的d波超导能隙，并在NdNiO2中用第一性原理自洽验证。
2025-09-18 cond-mat.supr-con
Charge Stripes and Antiferromagnetism in Insulating Nickelates and Superconducting Cuprates
中子和X射线散射的研究提供了强有力的证据，在层状镍酸盐和铜酸盐的电荷和自旋密度的耦合空间调制。对La（2-x）Sr（x）NiO（4+d）的累积结果与强调制拓扑条带的概念一致。从Nd掺杂的La（2-x）Sr（x）CuO（4）得到的线索表明铜酸盐具有类似的行为。实验结果进行了总结，并强调与费米表面不稳定性的基础上的解释相冲突的功能。合理化之间的铜酸盐和镍酸盐的传输性能的差异。
1998-02-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nickelate superconductors -- a renaissance of the one-band Hubbard model
随着铜氧化物超导性的发现和Anderson的开创性工作，理解高温超导性的理论努力在很大程度上集中在一个简单的模型上：单带哈伯德模型。然而，超导铜酸盐需要掺杂，并且掺杂的空穴进入氧轨道。这需要一个更精细的多波段模型，如三轨道埃默里模型。最近发现的镍酸盐超导体乍一看似乎是更复杂的多轨道系统。在这里，我们分析这个多轨道系统，并发现它是镍酸盐，而不是可以描述的一个带哈伯德模型，虽然有一个额外的电子水库，只有周围的超导制度。我们对临界温度Tc的计算与实验结果吻合良好，并表明最佳掺杂略低于参考文献11的20% Sr掺杂。比3d镍酸盐更有前途的是4d钯酸盐。
2020-08-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heat Conduction and Charge Ordering in Perovskite Manganites, Nickelates and Cuprates
我们讨论了空穴掺杂的锰氧化物，镍酸盐和铜酸盐的热输运的实空间电荷有序已被观察到。我们调查的热输运响应在各种材料和相关的结构修改，特别是扭曲的金属-氧多面体与本地化的电荷，这可能是一个主要来源的声子阻尼的电荷顺序。
2000-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strongly correlated doped hole carriers in the superconducting nickelates: Their location, local many-body state, and low-energy effective Hamiltonian
高温超导体家族最近迎来了一个新成员：空穴掺杂的镍酸盐Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$，其转变温度为$\sim$ 15 K。为了理解它出现的低能行为和实验性质，一个直接的关键问题是超导空穴载流子是像铜酸盐那样存在于氧中，还是像大多数镍酸盐那样存在于镍中。我们通过"（LDA+ $U$）+ED“方案回答了这个关键问题：从密度泛函LDA+ $U$计算中导出了空穴载流子的有效相互作用哈密顿量，并通过精确对角化研究了其局域多体态.令人惊讶的是，不同于在大多数镍酸盐中发现的预期的Ni $^{2+}$自旋三重态，两个空穴的局部基态实际上是Ni-O自旋单重态，第二个空穴大量驻留在氧中。因此，出现的eV尺度模型类似于铜酸盐，主张进一步系统的实验比较。追踪这一意外结果的微观起源，在这种材料中缺乏顶端的氧，我们提出了一个路线，以提高超导温度，和一个可能的量子相变中不存在的铜酸盐。
2022-12-14 cond-mat.supr-con
From high-$T_c$ to low-$T_c$: Multi-orbital effects in transition metal oxides
尽管某些铜酸盐和镍酸盐母体化合物在结构上相似，但在这些过渡金属氧化物超导体中$T_c$的分布非常广泛。我们采用一个最小双轨道$e_g$模型，在不同的参数限制下，分析了铜酸盐和镍酸盐异质结的超导不稳定性。相互作用，掺杂，费米学，特别是$e_g$轨道分裂的联合考虑，使我们能够解释强烈不同的配对倾向铜酸盐和镍酸盐超导体。
2021-01-12 cond-mat.supr-con
Similarity of slow stripe fluctations between Sr-doped cuprates and oxygen-doped nickelates
用~（139）La NMR研究了La_2NiO_（4.17）晶体的条纹涨落，得到了线宽和弛豫速率随磁场和温度的变化关系。在条纹的形成过程中，谱线强度在230 K以下达到最大值，在140 K左右开始减弱，在50 K左右消失，在4K左右恢复。这些结果被证明是一致的，但完全互补的中子测量，是通用的氧掺杂的镍酸盐和欠掺杂的铜酸盐。
1999-06-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bulk magnetic order in a two dimensional Ni1+/Ni2+ (d9/d8) nickelate, isoelectronic with superconducting cuprates
实验和理论证明了具有Ni ~（1+）/Ni ~（2+）（d_9/d_8），与超导铜酸盐等电子的二维La_4Ni_3O_8镍酸盐的体磁有序。磁化强度，比热和139 La NMR证据在105 K的反铁磁状态的转变。通过DFT的理论计算将跃迁与有序波矢Q = [1/3，1/3，0]的费米面的嵌套不稳定性联系起来。
2010-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple electronic components and Lifshitz transitions by oxygen wires formation in layered cuprates and nickelates
有越来越多的令人信服的实验证据表明，一个量子复杂的物质的情况下，由多个电子组件，和竞争的量子相位需要抓住高临界温度（Tc）的层状铜氧化物超导的关键物理。虽然它是已知的缺陷自组织控制Tc，该机制仍然是一个悬而未决的问题。本文采用自洽线性Muffin-Tin轨道（LMTO）方法，对HgBa_2CuO_4 ~（+y）、La_2CuO_4 ~（+y）和La_2NiO_4 ~（+y）中间隔层中氧原子O ~（-1）原子线的自组织作用所产生的多带电子结构和Fermi面破裂进行了理论预测.通过超原胞计算研究了有序O-i原子线的第一相和无序O-i杂质的第二相的电子结构。我们展示了三种材料中O-i线对电子结构影响的共同特征。O-i到线中的排序导致O-i系综和体的其余部分之间的电子状态的分离。线的形成产生的第一量子限制局域态附近的线与第二离域态共存的费米面（FS）的掺杂铜氧化物。在这种新的情况下，高Tc超导，Kitaev线与马约拉纳束缚态的铜氧化物的二维d波超导体的邻近耦合。
2018-12-30 cond-mat.supr-con
Electronic structure of rare-earth infinite-layer ReNiO2 (Re=La, Nd)
无限层状镍酸盐超导体的发现标志着超导领域的新纪元。在稀土镍酸盐ReNiO_2中，虽然Ni也是d_9电子构型，类似于铜酸盐中Cu的d_9电子构型，但无限层镍酸盐的电子结构是否与铜酸盐相同，是否也具有单能带特征，仍是一个悬而未决的问题。为了说明稀土无限层镍酸盐的电子结构，我们进行了第一性原理计算LaNiO 2和NdNiO 2化合物，并与CaCuO 2的混合泛函方法结合Wannier投影和群对称性分析进行比较。结果表明，LaNiO_2中的Ni-dx ~（2-y）~ 2轨道与其它轨道的杂化较弱，表现出典型的单带特征;而NdNiO_2中的Nd-f轨道与Ni-dx ~（2-y）~ 2轨道杂化，对输运甚至高温超导性都是不可忽视的成分。考虑到铜酸盐中Cu-dx 2-y2与O-2 p的强杂化，计算得到的镍酸盐的能带结构包含了一些新的能带特征，值得进一步研究。
2019-09-30 cond-mat.supr-con
Dielectric signatures of lattice instabilities at 32K and 245K in $La_{2-y}Sr_{y}MO_{4+x}$ (M=Cu,Ni) Cuprates and Nickelates
在32 K和245 K的共同温度下观察到新的介电转变，在同构的$La_{2}CuO_{4+x}$和$La_{5/3}Sr_{1/3}NiO_{4},$，这是局部晶格（八面体）不稳定性的签名。目前的介电转变揭示了新的方面的钙钛矿铜酸盐和镍酸盐的相图。他们认为，超导电性与介电性的竞争和共存发生类似于超导电性和反铁磁性之间的竞争和共存。这些结果还表明，不均匀的电子状态，如电荷条纹和氧有序，是密切相关的基础晶格不稳定性。
2001-08-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlated interface electron gas in infinite-layer nickelate versus cuprate films on SrTiO$_3$(001)
基于包含库仑排斥项的第一性原理计算，我们确定了$A$ NiO $_2$ /SrTiO $_3$（001）（$A=$ Pr，La）和$A$ CuO $_2$ /SrTiO $_3$（001）（$A=$ Ca，Sr）的电子重构趋势.所有情况的共同之处是在SrTiO $_3$（001）中出现准二维电子气（q2 DEG），尽管镍酸盐与铜酸盐相对于非极性SrTiO $_3(001)$衬底的界面处的较高极性失配（${3+}/0$与${2+}/0$）导致q2 DEG载流子密度增强。模拟结果表明，界面Ti $3d_{xy}$带弯曲对镍酸盐薄膜中的稀土离子有显著的依赖性，PrNiO $_2$和NdNiO $_2$的$20$ - $30\%$大于LaNiO $_2$。相反的预期，从正式的极性不匹配，在薄膜中的静电掺杂是两倍强的铜酸盐镍酸盐。我们表明，耗尽的自掺杂稀土$5d$状态提高了镍酸盐和铜酸盐费米表面的薄膜几何形状的相似性，反映了一个单一的空穴在Ni和Cu $3d_{x^2-y^2}$轨道。最后，我们表明，NdNiO $_2$薄膜上生长的极性NdGaO $_3(001)$衬底的功能，同时抑制q2 DEG的形成以及Nd~ $5d$自掺杂。
2021-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Low-energy electrodynamics of infinite-layer nickelates: evidence for d-wave superconductivity in the dirty limit
本研究利用静态和超快太赫兹光谱，证明最佳Sr掺杂无限层镍酸盐薄膜在脏极限下表现出d波超导电动力学，能隙与Tc之比为3.4，且在Tc附近存在显著超导涨落，扩展了氧化物非常规超导家族。
2023-10-04 cond-mat.supr-con
A Novel Dielectric Anomaly in Cuprates and Nickelates: Signature of an Electronic Glassy State
空穴掺杂绝缘体La_{2} Cu_{1-x} Li_{x} O_{4}和La_{2-x} Sr_{x} NiO_{4}的低频介电响应在高温下表现出大的介电常数ε ′}，在材料依赖的低温下表现出100倍的阶跃式下降T_{f}。T_{f}随频率增加，介电响应在Cole-Cole图中显示出普遍的缩放，这表明在铜酸盐和镍酸盐中都实现了电荷玻璃态。
2004-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic exchange coupling in cuprate-analog $d^9$ nickelates
受掺杂NdNiO $_2$超导电性发现的启发，我们从第一性原理出发研究了层状$d^9$镍酸盐中的磁交换作用$J$。高$T_{\rm c}$铜酸盐的母体化合物在Zaanen-Sawatzky-Allen图中属于电荷转移区，并且具有大于100 meV的$J$。虽然该特征使得铜酸盐与其它过渡金属氧化物非常不同，但是层状$d^9$镍酸盐是否也可以具有如此大的$J$是非常令人感兴趣的。然而，一个复杂性在于，由于来自阻挡层的载流子掺杂，NdNiO $_2$不是Mott绝缘体。为了在同等基础上比较铜酸盐和$d^9$镍酸盐，我们研究了RbCa $_2$ NiO $_3$和$A_{2}$ NiO $_{2}$ Br $_2$（$A$：一种价态为$2.5+$的阳离子），它们是最近通过块层工程理论设计的。这些镍酸盐没有自掺杂效应，属于Mott-Hubbard机制。我们发现，这些镍酸盐有一个共同的线程与高- $T_{\rm c}$铜酸盐，因为它们也有一个显着的交换相互作用$J$大约100毫电子伏。
2020-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Nickelate Renaissance
2019年在层状镍酸盐薄膜Nd $_{1-x}$ SrNiO $_2$中发现高温超导性，激发了一个研究镍酸盐30多年的社区，无论是作为铜酸盐类似物还是本身。从表面上看，基于我们对铜酸盐的理解，无限层镍酸盐及其多层类似物应该是有希望的候选者：正方形平面配位和在dx 2-y2平面轨道中放置单个空穴的母体d9配置使镍酸盐似乎准备超导。但是，在Ni 1+中产生这种d9构型的足够质量的晶体和薄膜已被证明是一个合成挑战，直到最近才被克服。这些晶体标本打开了一扇窗户，为铜酸盐-镍酸盐的类比提供了新的线索，并揭示了铜酸盐和镍酸盐之间关系的细微差别，这是一个有待进一步研究的领域。这个观点给出了一个定性的，唯象的帐户，这些新发现的超导体和多层的无限层镍酸盐家庭的成员。重点是我们目前对这些材料的电子和磁性的理解，以及一些未来的机会，从合成挑战的角度进行探索，并在材料发现和增长方面提出一些建议，以在这一振兴领域取得进一步进展。
2021-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Model construction and a possibility of cuprate-like pairing in a new d9 nickelate superconductor (Nd,Sr)NiO2
有效的模型构建了一个新发现的超导体（Nd，Sr）NiO 2，这已被认为是一个可能的镍酸盐类似物的铜酸盐由于d9电子配置。有效相互作用的估计，这需要一个多轨道模型，考虑到费米表面上涉及的所有轨道，表明有效相互作用显着大于铜酸盐。波动交换模型的研究表明，dx 2-y2波超导可能发生在铜酸盐，在镍酸盐的转变温度可以从铜酸盐由于更大的相互作用和更窄的带宽较低。
2019-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing Incommensurate Spin Fluctuations and Magnetic Excitations in Infinite-Layer Nickelate Superconductors
最近发现的无限层镍酸盐在帮助解开高温超导性的各种合作机制方面显示出巨大的希望。然而，缺乏反铁磁秩序的原始镍酸盐提出了一个挑战，连接的铜酸盐和镍酸盐的物理。在这里，通过使用量子多体格林函数为基础的方法来治疗的电子和磁性结构，我们揭示了许多二维和三维磁条不稳定性，持续整个LaNiO $_2$的相图的存在。我们的分析表明，无限层的镍酸盐的磁性更接近那些掺杂的铜酸盐主机不均匀的基态，而不是未掺杂的铜酸盐。计算得到的LaNiO $_2$中的磁振子谱包含局域载流子和巡回载流子的混合贡献。磁振子色散的理论计算结果与相应的RIXS实验结果一致。我们的研究提供了洞察的起源不均匀性的无限层镍酸盐和它们的关系，铜酸盐。
2022-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low Valence Nickelates: Launching the Nickel Age of Superconductivity
薄膜超导电性的发现（$\sim$ 10 nm）的无限层空穴掺杂NdNiO $_2$扩展了高温超导研究领域，重新引发了关于与铜酸盐同构的镍酸盐是（1）高温超导体的姐妹，或（2）镍和铜在等带填充时的差异应是关注的焦点。每一种观点都有其优点，也都有其局限性，这表明，这种简单的图景必须被两个阶级的更全面的比较所取代。最近的几项研究已经开始了这种概括，提出了一些问题，但没有提出任何共识。在本文中，我们组织的$n$ -层状NiO $_2$材料（$n$ = 1到$\infty$）的电子结构的结果，以概述（IR）谱，并与铜酸盐进行比较，希望未来的研究的重要方向将出现。
2022-02-11 cond-mat.supr-con
$f$-electron and magnetic ordering effects in nickelates LaNiO$_2$ and NdNiO$_2$: remarkable role of the cuprate-like $3d_{x^2-y^2}$ band
最近在掺杂的无限层镍酸盐中发现了超导性，重新引起了人们对更普遍地理解高温超导性的兴趣。母体化合物NdNiO $_{2}$的低能电子结构、电子关联在驱动超导电性中的作用以及铜酸盐和镍酸盐之间可能的关系仍然是悬而未决的问题。在这里，通过比较LaNiO $_2$和NdNiO $_2$系统内的参数自由密度泛函框架，全电子第一性原理框架，我们揭示了作用Nd 4 $f$电子在塑造原始NdNiO $_2$的基态。强的相似性之间的电子结构的LaNiO $_2$和NdNiO $_2$，除了4 $f$ -电子的影响。Nd 4 $f$和Ni 3 $d$轨道之间的杂化被证明可以显著地改变各种磁态的费米面。相反，磁有序相之间的竞争主要取决于在Ni $d_{x2-y2}$带的间隙，所以在LaNiO $_2$和NdNiO $_2$的基态原来是惊人的相似的铜酸盐。发现$d-p$带分裂大得多，而层内3 $d$离子交换耦合在镍酸盐中比在铜酸盐中小。我们的估计值的现场Hubbard $U$是类似的铜酸盐，但Hund的耦合$J_H$的值被发现是敏感的Nd磁矩。NdNiO $_2$中的交换耦合$J$只有铜酸盐中的一半大，这可以解释为什么镍酸盐中的$T_c$是铜酸盐中的一半大。
2020-09-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Soft X-ray Spectroscopy of Low-Valence Nickelates
低价镍酸盐$-$包括无限层（IL）和三层（TL）化合物$-$是模拟铜酸盐高温超导性的长期候选者。该领域最近的一个突破是在空穴掺杂的IL镍酸盐中发现了超导性。然而，低价镍酸盐和铜酸盐之间的相似程度是一个深刻的辩论的主题，其中软X射线光谱实验在Ni $L$ -和O $K$ -边缘提供了关键的输入。本文主要讨论了用X射线吸收光谱（XAS）和共振非弹性X射线散射（RIXS）研究低价镍酸盐电子结构的基本方法。此外，我们将审查IL和TL镍酸盐的RIXS光谱中观察到的磁激发，表现出的特性，部分让人想起那些铜酸盐。
2021-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low-energy plasmon excitations in infinite-layer nickelates
在无限层镍酸盐中发现超导性是目前凝聚态物理学的一个重要课题，与铜酸盐的潜在相似性和差异性正在激烈的争论中。我们从两个相反的观点确定镍酸盐的电荷激发谱的一般特征：（i）镍酸盐被认为是强相关的电子系统，如铜酸盐超导体，因此可以描述的$t$ - $J$模型，和（ii）电子相关效应不像铜酸盐那么强，因此，随机相位近似（RPA）计算可以捕捉基本的物理。我们发现，在这两种情况下，等离子体激元激发实现周围的动量转移$\vq=(0,0,q_z)$，虽然他们往往被阻尼更强烈的RPA。特别地，这种阻尼通过镍酸盐中预期的相对大的层间跳跃而增强。除了再现在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中观察到的$\vq=(0,0,0)$处的光学等离子体激元外，我们分别在情况（i）和（ii）中获得了有限$q_z$的$\sim 360$和$\sim 560$ meV处的低能等离子体激元，其带隙为$\vq=(0,0,q_z)$。目前的工作提供了一个可能的理论线索，以回答镍酸盐是否是铜或不，并有助于镍酸盐的电荷动力学的一般理解。
2023-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge excitations associated with charge stripe order in the 214-type nickelate and superconducting cuprate
用硬X射线共振非弹性散射研究了214化合物La $_{5/3}$ Sr $_{1/3}$ NiO $_{4}$和1/8掺杂La $_{2}$（Ba，Sr）$_{x}$ CuO $_{4}$的电荷激发.我们已经观察到电荷激发在1电子伏特的能量转移与动量转移对应的电荷条纹的空间周期的对角线（镍酸盐）和平行（铜酸盐）条纹。这些新的激发可以解释为集体条纹激发或电荷激子模式的条纹相关的间隙状态。
2008-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nature of the magnetic coupling in infinite-layer nickelates versus cuprates
基于第一性原理模拟，探究了无限层镍氧化物与铜氧化物中磁耦合的本质，发现镍氧化物在Sr掺杂或处理Nd $4f$ 电子时基态转变为C型AFM，揭示了其磁相互作用的独特性及在研究非常规超导中的平台价值。
2023-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of rotational symmetry breaking on $d$-wave superconductivity in Hubbard models for cuprate and nickelate superconductors
采用动力学团簇量子蒙特卡洛方法在Hubbard模型中研究两种对称性破缺机制，发现各向异性普遍不利于$d$波配对，揭示了镍氧化物超导$T_c$低于铜氧化物的原因。
2024-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin excitations in nickelate superconductors
基于单带模型和无规相位近似，我们对新发现的镍酸盐超导体中的自旋激发进行了理论研究。自旋激发被发现是在低能区的无公度。随着激发能的增加，出现了自旋共振现象。最大强度可以在不相称动量或相称动量处，这取决于面外动量。自旋激发在更高的能量下再次变得无公度。讨论了镍酸盐和铜酸盐超导体自旋激发的异同。我们的预测结果可以通过非弹性中子散射实验进行检验。
2020-05-06 cond-mat.supr-con
Charge-stripe order, antiferromagnetism, and spin dynamics in the cuprate-analog nickelate La$_4$Ni$_3$O$_8$
我们报告了一个μ子自旋旋转（$μ$ SR）的铜酸盐模拟镍酸盐La $_4$ Ni $_3$ O $_8$，它经历了在105 K的转变到一个低温相的电荷条纹和反铁磁（AFM）方平面NiO $_2$层的顺序。零场$μ$ SR表明，这种转变是突然的，AFM配置是相称的。观测到的μ子进动频率与Ni偶极场计算的比较产生Ni矩$\lesssim 0.5μ_B$。105 K以上的动态μ子自旋弛豫表明Ni自旋波动的临界减缓，但与相应的$^{139}$ La NMR结果不一致。临界减速和突然过渡也观察到在平面铜酸盐AFM La $_2$ CuO $_{4+δ}$，在那里他们是弱面间耦合的二维AFM自旋波动的证据，但我们的$μ$ SR数据不同意定量与理论预测这种情况。
2019-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dichotomy in Low- and High-energy Band Renormalizations in Trilayer Nickelate $La_{4}Ni_{3}O_{10}$: a Comparison with Cuprates
本研究结合高分辨率角分辨光电子能谱与理论计算，发现三层镍酸盐超导体$La_{4}Ni_{3}O_{10}$的能带重整化存在高低能二分性，凸显其与铜酸盐超导体的差异及强电子关联的作用。
2025-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge density waves in infinite-layer NdNiO$_2$ nickelates
在材料科学中，自从三十多年前铜氧化物超导体被发现以来，人们一直致力于在类似于铜氧化物超导体的化学成分中再现超导性。这种方法最近成功地实现了无限层镍酸盐的超导性。虽然与铜酸盐在电子和磁性上不同，但强烈的库仑相互作用表明无限层镍酸盐倾向于填充铜酸盐的各种破坏秩序。本文报道了用Ni-$L_3$共振X射线散射在无限层NdNiO $_2$薄膜中观察到的电荷密度波。值得注意的是，CDW形成在Nd 5 $d$和Ni 3 $d$轨道在相同的公度波矢$(0.333, 0)\;r.l.u.$，具有不可忽略的面外依赖性，和一个面内相关长度高达$\sim$ 60埃。光谱研究表明，CDW与Nd5 $d$-Ni3 $d$轨道杂化有很强的联系.当Sr掺杂量为20%时，进入超导态后，CDW消失.我们的工作证明了在无限层镍酸盐中存在CDW，其多轨道特性不同于铜酸盐，这建立了它们的低能物理。
2022-09-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ionic-Bond-Driven Atom-Bridged Room-Temperature Cooper Pairing in Cuprates and Nickelates: a Theoretical Framework Supported by 32 Experimental Evidences
Peking University（北京大学）；Beijing Technology and Business University（北京工商大学）
本研究提出离子键驱动的原子桥接库珀配对机制，通过32项实验证据验证其正确性，揭示了高温超导体中电子配对的原理，为室温超导研究提供了新框架。
2026-03-10 cond-mat.supr-con
Imaging stripe dynamics in trilayer nickelate La$_4$Ni$_3$O$_{10}$
University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；Max-Planck-Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究所）；Universität Bonn（波恩大学）
研究通过扫描隧道显微镜揭示了三镍层氧化物中条纹秩序的磁性和电荷分布，发现其具有四单元格周期性，并在费米能级附近形成约66 meV的能隙，同时展示了通过隧道电子触发相滑移来观察条纹动力学的原子尺度成像方法。
2026-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Late transition-metal oxides with infinite-layer structure: Nickelates versus cuprates
比较了无限层化合物NdNiO $_2$和SrCuO $_2$在化学计量比和有限空穴掺杂下的相关电子结构。关键的区别是阐明从先进的第一性原理多体的角度来看。与电荷转移绝缘铜酸盐相反，即使对于大的相互作用强度，自掺杂镍酸盐也保持非绝缘，尽管Ni- $d_{x^2-y^2}$光谱权重在该极限中也有缺口。Ni $(3d)$和Nd $(5d)$之间的杂化对于自掺杂带的出现是至关重要的。在实际的空穴掺杂后，Sr $_{1-y}$ CuO $_2$在低能量下显示出预期的混合氧-Cu- $d_{x^2-y^2}$（Zhang-Rice）态。在Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ NiO $_2$的情况下，自掺杂带被转移到更高的能量和掺杂依赖的$d_{z^2}$ -与- $d_{x^2-y^2}$竞争镍被揭示。在无限层镍酸盐中缺乏显著的张-赖斯物理学，这可能与理解超导$T_{\rm c}$的显著差异有关。
2020-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure and correlations in planar trilayer nickelate Pr4Ni3O8
最近发现的空穴掺杂平面镍酸盐R1-xSrNiO 2（R=Pr，Nd）的超导电性提出了一个基本的问题，这些Ni 1+化合物的电子结构和电子相关性如何比较的Cu 2+铜酸盐超导体。在这里，我们提出了一个角度分辨光电子能谱（ARPES）研究的三层镍酸盐Pr 4 Ni 3 O 8，揭示了电子结构和费米表面非常相似的空穴掺杂的铜酸盐，但有一些关键的差异。具体地说，费米表面的主要部分与双层铜氧化物的费米表面非常相似，但有一个额外的部分可以容纳额外的空穴掺杂。我们发现，电子的相关性是镍酸盐的两倍强，几乎是k-独立的，这表明它们起源于一个本地的效果可能的莫特相互作用，而铜酸盐的相互作用是有点不那么本地。尽管如此，镍酸盐仍然表现出近似线性的能量和线性的温度散射率。理解这两个相关的强关联新型超导体家族之间的相似性和差异是一个重要的挑战。
2022-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for quasi-two-dimensional superconductivity in infinite-layer nickelates
本研究通过合成高质量镧系镍酸盐薄膜，观测到各向异性磁输运、角度依赖$T_c$尖峰及BKT转变，证明无限层镍酸盐超导性为准二维，支持类铜酸盐单带图像。
2022-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of correlated plasmons in low-valence nickelates
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理北京国家实验室）；Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福材料能源科学研究所，SLAC国家加速器实验室）；National Synchrotron Light Source II, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室第二代同步辐射光源）；Shanghai Advanced Research in Physical Sciences (SHARPS)（上海物理科学研究前沿中心）
利用共振非弹性X射线散射在金属性低价镍酸盐Pr4Ni3O8中观测到等离激元，发现其阻尼更强、速度更低，且随温度软化，揭示了镍酸盐中独特的电荷屏蔽特性。
2026-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Landau Theory of Stripe Phases in Cuprates and Nickelates
我们考虑的耦合电荷和自旋密度波序参量的朗道理论作为一个简单的模型，已在实验中观察到的顺序在La_2NiO_4和La_2CuO_4家庭的掺杂反铁磁体。电荷密度波的周期一般是自旋密度波的一半，或者等价地，电荷以反铁磁顺序形成反相畴壁。一个尖锐的区别存在于其中的顺序主要是电荷驱动的情况下（产生一系列的过渡在定性协议与实验）或自旋驱动（不）。我们还发现，条纹与非共线的自旋顺序（即螺旋相位）是可能的在一个区域的相图中的过渡是自旋驱动的螺旋是圆形的，只有当没有电荷顺序，否则是椭圆形的偏心率成比例的大小的电荷顺序。
1997-02-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-layer T'-type nickelates: Ni$^{1+}$ is Ni$^{1+}$
无限层镍酸盐超导性的发现为量子材料的研究开辟了新的前景。我们分析，通过第一性原理计算，电子性质的La $_2$ NiO $_3$ F -第一单层T '型镍酸盐-和比较这些性质与相关的镍酸盐和同构铜酸盐。我们发现$_2$ $_3$ F本质上是一个单带系统，费米面由具有特殊二维特征的Ni-3 $d_{x^2-y^2}$态占据.此外，其跳跃比与最高的$T_c$铜酸盐相似，并且存在显著的$e_g$分裂，电荷转移能为3.6 eV.根据这些描述符，随着比较Nd $_2$ CuO $_4$，我们因此表明单层T '-型镍酸盐这一类非常有前途的类似物的铜酸盐的物理，同时保持独特的镍$^{1+}$功能。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure of superconducting nickelates probed by resonant photoemission spectroscopy
无限层镍酸盐超导体的发现引起了人们极大的兴趣。虽然Ni $^{1+}$阳离子具有与铜酸盐中Cu $^{2+}$名义上相同的3 $d^9$构型，但电子结构差异仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一个软X射线光电子能谱研究的母体和掺杂的无限层Pr-镍酸盐薄膜与掺杂钙钛矿参考。通过识别Ni字符与共振光电发射和比较的密度泛函理论+ U（现场库仑排斥能）计算，我们估计U ~5 eV，小于电荷转移能量$Δ$ ~8 eV，确认Mott-Hubbard电子结构的电荷转移铜酸盐。在费米能级（$E_F$）附近，我们观察到母体化合物中占据稀土态的特征，这与自掺杂图像一致。我们的研究结果表明，当比较空穴掺杂的镍酸盐和铜酸盐时，超导转变温度和$E_F$附近的氧2 $p$杂化之间的相关性。
2022-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure of the parent compound of superconducting infinite-layer nickelates
随着时间的推移，对具有类似于铜酸盐高Tc超导体的物理性质但基于替代过渡金属（例如镍）的氧化物材料的研究已经增长和发展。最近在掺杂的无限层镍酸盐RNiO 2（R =稀土元素）中发现的超导性进一步加强了这些努力。由于晶体结构类似于无限层铜酸盐-过渡金属氧化物层被稀土间隔层隔开-正式的价数计算表明，这些材料具有单价Ni 1+阳离子，其3d电子数与铜酸盐中的Cu 2+相同。在这里，我们使用X-射线光谱与密度泛函理论的音乐会表明，RNiO 2（R = La，Nd）的电子结构，而类似的铜酸盐，包括显着的区别。与在CuO 2平面之间具有绝缘间隔层的铜酸盐不同，无限层镍酸盐中的稀土间隔层支持弱相互作用的三维5d金属态。这种三维的金属态与准二维的，强相关的状态与3dx 2-y2对称性的NiO 2层杂交。因此，无限层镍酸盐可以被视为稀土金属间化合物的兄弟，以重费米子行为而闻名，其中NiO 2相关层扮演类似于稀土重费米子化合物中的4f状态的角色。这种独特的近藤或安德森晶格状的“氧化物金属间化合物”取代了莫特绝缘体，成为掺杂后出现超导性的参考状态。
2019-09-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cuprate-like Electronic Structures in Infinite-Layer Nickelates with Substantial Hole Dopings
本研究利用ARPES直接解析了无限层镍酸盐LaNiO$_2$和超导La$_{0.8}$Ca$_{0.2}$NiO$_2$的电子结构，发现其费米面与空穴掺杂铜酸盐相似，但超导相具有显著更高的空穴掺杂，为微观理解该家族超导性铺平了道路。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic band structure of a superconducting nickelate probed by the Seebeck coefficient in the disordered limit
本研究通过测量层状镍酸盐薄膜的塞贝克系数并结合第一性原理输运计算，揭示无序极限下其电子能带结构及与铜酸盐差异的杂质来源。
2024-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impact of Electron Correlations on Infinite-Layer Cuprates and Nickelates
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Universität Zürich（苏黎世大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）
本研究通过XAS与RIXS联合实验结合单带Hubbard模型，对比无限层PrNiO₂与SrCuO₂的关联强度，发现前者虽库仑排斥力更小但关联强度高20%，为优化镍酸盐超导电性提供了方向。
2025-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in nickelate and cuprate superconductors with strong bilayer coupling
通过DFT计算与紧束缚模型，证明La$_3$Ni$_2$O$_7$与铜酸盐可统一于具强层间跃迁的双层$t$-$t_\perp$-$J$模型，并利用重正化平均场理论预测其具有($d$+$is$)波超导性。
2024-07-07 cond-mat.supr-con
Electronic Structure Trends Across the Rare-Earth Series in Superconducting Infinite Layer Nickelates
氧还原一价镍酸盐超导性的发现为非常规超导性的研究提供了一个新的平台，它与铜酸盐高温超导体既有相似之处，又有不同之处。在本文中，我们研究了家庭的无限层镍酸盐$R$ NiO $_2$与稀土$R$跨越镧系元素，介绍了一个新的和非平凡的“旋钮”，与它调谐镍酸盐的超导电性。当从La到Lu穿越时，面外晶格常数随着Ni $ d_{x^2-y^2}$带宽的增加而急剧减小;然而，令人惊讶的是，氧电荷转移的作用减小。相反，磁交换在镧系元素之间增长，这可能有利于超导性。此外，从巡回$5d$电子的补偿效果呈现出更接近于近藤晶格的类比，表明电荷转移，带宽重整化，补偿和磁交换之间的相互作用更强。我们还利用Wannier下折技术得到了微观哈密顿量，这将为进一步的多体理论研究提供基础。
2021-03-12 cond-mat.supr-con
Unveiling the multiband metallic nature of the normal state in nickelate La3Ni2O7
本研究通过高磁场下调节压力系统研究了La3Ni2O7的输运性质，发现其磁阻遵循扩展Kohler规则并随压力单调增加，揭示了该镍酸盐正常态的多带金属特性。
2025-06-27 cond-mat.supr-con
Impacts of f-d Kondo cloud on superconductivity of nickelates
超导镍酸盐的发现重新点燃了阐明同构铜酸盐中高- $T_{\textrm{c}}$超导机制的希望。铜酸盐的超导能隙只在准二维费米面的一个单带处打开，而镍酸盐具有多带的三维电子结构。这就提出了一个关于二维性质对高$T_{\textrm{c}}$超导性的作用的严肃问题。本文采用动力学平均场论结合GW方法，研究了低温下Nd-4 $f$和Ni-3 $d$电子的强关联驱动的近藤效应。近藤效应改变了费米面的拓扑结构，导致了三维多带性质。值得注意的是，近藤效应很容易被晶格调制破坏，导致准二维性质。我们的研究结果清楚地解释了NdNiO $_{2}$块体和薄膜之间的超导性和不同的电阻率行为的不一致的发生。
2022-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism in doped infinite-layer NdNiO2 studied by combined density functional theory and dynamical mean-field theory
最近在无限层镍酸盐中观察到的超导电性引起了对基于铜酸盐的非常规超导电性的现有知识的激烈争论。尽管有许多相似之处，镍酸盐在许多特性上与铜酸盐不同，其中最显着的是磁性。一般认为超导性是由掺杂引起的，而未掺杂的铜酸盐是典型的反铁磁莫特绝缘体，在实验中未掺杂的镍酸盐没有显示出磁有序的迹象。通过结合密度泛函理论、动力学平均场论和模型研究，我们发现虽然镍酸盐中$p$轨道和Cu/$d$轨道（$Δ_{dp}$）之间能量分裂的增加导致了更大的磁矩，但也导致了更强的反铁磁/铁磁竞争，以及更弱的磁交换耦合.同时，Nd- $d$轨道引起的自掺杂效应对Ni的磁矩起屏蔽作用。$Δ_{dp}$的Janus面效应和自掺杂效应一起给出了镍酸盐磁性行为的系统理解，并解释了最近的实验观察。
2022-07-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of Oxygen States in the Low Valence Nickelate La$_4$Ni$_3$O$_8$
在方形平面低价镍酸盐中发现超导性引发了关于其基本电子性质的激烈争论：这些材料是否具有类似于铜酸盐的可感知的氧电荷转移特性，或者它们处于氧起最小作用的独特的Mott-Hubbard制度中？在这里，我们解决了这个问题，使用O $K$ -边缘共振非弹性X射线散射（RIXS）测量的低价镍酸盐La $_{4}$ Ni $_{3}$ O $_{8}$和一个原型铜酸盐La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$（$x=0.35$）。正如预期的那样，铜酸盐位于Zaanen-Sawatzky-Allen方案的电荷转移机制的深处。镍酸盐，但是，没有很好地描述的ZSA计划的任何限制，并被发现是混合的电荷转移/莫特-哈伯德字符与库仑排斥$U$类似的大小的电荷转移能量$Δ$。然而，过渡金属氧跳跃是更大的La $_{4}$ Ni $_{3}$ O $_{8}$比在La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$，导致一个显着的超交换相互作用和明显的空穴占据的配体O轨道在La $_{4}$ Ni $_{3}$ O $_{8}$，尽管其更大的$Δ$。我们的研究结果阐明了低价镍酸盐的本质特征，并对这些材料的超导性的理论解释提出了强有力的限制。
2022-02-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong Superexchange in a $d^{9-δ}$ Nickelate Revealed by Resonant Inelastic X-Ray Scattering
$d^{9-δ}$镍酸盐超导性的发现激发了关于这类材料基本物理的不同理论观点。磁超交换的大小是一个关键问题，它关系到能否实现类似铜的高温镍酸盐超导性。我们解决这个问题，使用镍L-边和O K-边光谱的减少三层镍酸盐$d^{9-1/3}$ La 4 Ni 3 O 8和相关的理论建模。观察到由$J = 69(4)4$ meV的最近邻磁交换产生的~80 meV的磁振子能量标度，证明$d^{9-δ}$镍酸盐可以进行大的超交换。这个值，随着从我们的O K边数据估计的Ni-O杂化，意味着三层镍酸盐代表无限层镍酸盐和铜酸盐之间的中间情况，并表明它们代表一个有前途的路线走向高温镍酸盐超导性。
2021-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual Hole-doping-dependent Electronic Instability and Electron-Phonon Coupling in Infinite-layer Nickelates
铜氧化物在空穴掺杂下的超导电性与电荷密度波的相互作用是凝聚态物理的中心现象之一。最近，CDW也观察到在CaCuO $_2$ -类似的镍酸盐RNiO $_2$（R = La，Nd），但表现出根本不同的空穴掺杂依赖行为相比，在铜酸盐，提出了一个具有挑战性的问题，其起源。在本文中，我们认为电子不稳定性（EI）和动量依赖的电子-声子耦合（MEPC）可能是RNiO $_2$中CDW形成的原因，其中Ni 3dx 2-y2和R 5dz 2分别起主要作用.在没有空穴掺杂的情况下，RNiO $_2$中存在由范霍夫奇异性（VHS）引起的强烈的费米面嵌套（FSN），而CaCuO $_2$中则没有，并且EI和MEPC不寻常的温度不敏感特性可能导致RNiO $_2$中出现较高温度的CDW.在空穴掺杂条件下，VHS的位移和R5 dz 2占据的减少使Ni 3dx 2-y2的FSN降低，从而分别大大削弱了RNiO $_2$中的EI和MEPC，抑制了CDW的形成.我们的理论不仅为一些令人困惑的实验现象提供了可能的解释，而且为镍酸盐和铜酸盐中空穴掺杂依赖的EI和MEPC建立了统一的认识。
2022-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
