Materials design of dynamically stable $d^9$ layered nickelates
出于最近发现的超导性的Sr掺杂的层状镍酸盐NdNiO $_2$，我们进行了系统的计算材料设计的层状镍酸盐是动态稳定的，其电子结构更好地模仿高- $T_c$铜酸盐的电子结构比NdNiO $_2$。虽然镍$3d$轨道是自掺杂的$d^9$配置在NdNiO $_2$和Nd层的状态形成费米口袋，我们发现超过10个有前途的化合物的自掺杂几乎或甚至完全抑制。我们推导出这些材料的有效单带模型，并发现它们处于强关联状态。我们还研究了高$T_c$铜酸盐的钯酸盐类似物的可能性。一旦合成，这些镍酸盐和钯酸盐将为研究Zaanen-Sawatzky-Allen分类的Mott-Hubbard制度中的超导性提供坚实的基础。
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic correlations and magnetic interactions in infinite-layer NdNiO$_2$
在母体高$T_{\rm c}$铜氧化物超导体中，大的反铁磁交换耦合被认为在超导载流子配对中起着至关重要的作用。最近在空穴掺杂的无限层（IL-）NdNiO $_2$中对超导性的观察突出了高$T_{\rm c}$超导体中磁耦合的相关性，特别是因为在未掺杂的IL-NdNiO $_2$中没有观察到与母体铜氧化物不同的磁有序。在这里，我们调查的电子结构和磁交换的IL-NdNiO $_2$的性质，使用最先进的多体量子化学方法。从一个系统的比较的电子和磁性与同构的铜酸盐IL-CaCuO $_2$，我们发现，现场动力学相关性是显着更强的IL-NdNiO $_2$相比，铜酸盐类似物。这些动力学相关性在磁交换中起着关键作用，导致在$ab$平面内的Ni $^{1+}$离子之间的77 meV的意外大的反铁磁最近邻各向同性$J$。虽然我们发现镍酸盐和铜酸盐之间的电子结构有许多相似之处，但电子相关性的作用在两者中有很大的不同。我们进一步讨论了我们的研究结果在理解镍酸盐超导起源的影响。
2020-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Theoretical investigation of superconductivity in trilayer square-planar nickelates
Sr掺杂的NdNiO $_{2}$超导性的发现是对具有与铜酸盐类似的电子和磁性的氧化镍材料的长期追求的关键突破。NdNiO $_2$是一种具有一般化学式R $_{n+1}$ Ni $_n$ O $_{2n+2}$（R = La，Pr，Nd，$n= 2, 3, ... \infty$）的正方形平面镍酸盐家族的无限层成员。在这封信中，我们调查的三层成员的超导电性，这一系列（R $_4$ Ni $_3$ O $_8$）使用第一性原理和$t-J$模型计算相结合。RPDMATHABMS Ni $_3$ O $_8$化合物比RNiO $_2$材料更类似于铜酸盐，因为只有Ni- $d_{x^{2}-y^{2}}$带穿过费米能级，它们表现出大大降低的电荷转移能量，因此超交换相互作用显著增强。我们发现，掺杂R-$_4$-Ni-$_3$-O-$_8$化合物的超导不稳定性比掺杂Sr-$_{0.2}$-Nd-$_{0.8}$-Ni-O-$_2$化合物的超导不稳定性强得多，其最大禁带宽度约为掺杂Sr-$_{0.2}$-Nd-$_{0.8}$-Ni-$_2$化合物的四倍。
2020-03-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of $4f$ states in infinite-layer NdNiO$_2$
已经发现原子$4f$态在镧系化合物的物理行为中是必不可少的参与者，在费米能级$E_F$处，如在提出的拓扑Kondo绝缘体SmB $_6$中，或者更远，如在磁性超导体系统${\cal R}$ Ni $_2$ B $_2$ C中（${\cal R}$ =稀土离子）和Y $_{1-x}$ Pr $_x$ Ba $_2$ Cu $_3$ O $_7$，其中Pr的$4f$壳层对超导性具有破坏性影响。在空穴掺杂的${\cal R}$ NiO $_2$中，发现${\cal R}$ =Nd成员是超导的，而${\cal R}$ =La不是，尽管计算的电子结构几乎相同。我们报告的第一原理的结果表明，Nd $4f$时刻影响状态在$E_F$在无限层NdNiO $_2$，效果不会发生LaNiO $_2$。在虚拟晶体方法中处理20%空穴掺杂表明0.15个空穴清空了$Γ$中心的Nd衍生的电子袋，同时保持另一个电子袋不变;因此Ni仅吸收0.05个空穴; La对应物将表现类似。然而，$4f$态到$E_F$处的电子袋的耦合通过Nd原子内$4f-5d$交换耦合$K\approx 0.5$ eV而产生，并且在符号上是铁磁性（FM）的，即反近藤。这种相互作用导致电子袋的自旋无序加宽，应该包括在模型的正常和超导状态的Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$的镍矩不同的FM和反铁磁排列（后者更大），反映…
2020-01-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topotactic hydrogen in nickelate superconductors and akin infinite-layer oxides ABO2
超导镍酸盐似乎很难合成。由于ABO_3（A：稀土; B过渡金属）与CaH_2的化学还原可能同时产生ABO_2和ABO_2 H，我们用密度泛函理论（DFT）计算了拓扑定构H结合能。我们发现插层H是积极有利的LaNiO 2，但不是Sr掺杂的NdNiO 2。这对DFT+动力学平均场论所确定的电子结构产生了戏剧性的后果：3d 9 LaNiO 2类似于（掺杂）铜酸盐，3d 8 LaNiO 2 H是双轨道莫特绝缘体。因此，拓扑H可以解释为什么有些镍酸盐是超导的，而有些不是。
2020-04-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge and spin order dichotomy in NdNiO$_2$ driven by SrTiO$_3$ capping layer
无限层镍酸盐的超导电性与铜酸盐的超导电性具有令人兴奋的相似之处，它们具有相似的结构和$3d$电子数。利用共振非弹性X射线散射（RIXS）研究了Nd $_{1-x}$ Sr $_{x}$ NiO $_2$薄膜中的电子和磁激发以及电荷密度相关性。我们观察到分散磁振子仅在加盖的样品中，在更高的掺杂逐渐减弱。此外，我们还在未封端的$x=0$化合物中检测到一个波矢为（1/3，0）的弹性共振散射峰，与空穴掺杂铜氧化物中的电荷有序信号完全不同。该峰在$x=0.05$处减弱，在超导$x=0.20$膜中消失。未封端的样品还呈现出较高程度的Ni $3d$ -Nd $5d$杂化和相对于封端的样品较小的Ni $3d$占据的各向异性。盖帽的作用，可能的氢掺入或其他机制负责电子重建远离界面仍有待了解。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in the parent infinite-layer nickelate NdNiO$_2$
该研究在 NdNiO$_2$ 母体薄膜中观测到高达 11 K 的超导起始转变，并结合多类表征提出其或为内禀超导但受无序抑制，也可能源于随机顶端氧导致的空穴掺杂。
2024-10-02 cond-mat.mtrl-sci 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
Influence of $f$ Electrons on the Electronic Band Structure of Rare-Earth Nickelates
最近，在空穴掺杂的镍酸盐NdNiO $_{2}$的无限层中发现了超导电性。与此相反，LaNiO $_{2}$中的超导性仍在争论中。这表明$f$电子对无限层镍酸盐的电子结构和配对机制起着至关重要的作用。在这里，我们讨论的作用，电子相关性的$f$的电子状态和它们对电子结构的影响。我们表明，晶格参数与实验值吻合良好，独立于DFT+ $U$方法中所选择的参数。增加库仑相互作用$U$倾向于使$f$态远离费米能级。令人惊讶的是，独立的位置$f$状态相对于费米能量，这些状态中发挥重要作用的电子能带结构，这可以反映在修改的NdNiO $_{2}$有效模型。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal spin-glass behaviour in bulk LaNiO2, PrNiO2 and NdNiO2
受最近发现的无限层镍酸盐薄膜的超导电性的启发，我们报告了母体化合物${R}$ NiO $_{2}$（${R}$ =La，Pr，Nd）的合成和磁化强度的研究。交流磁化率随频率变化的峰以及显著的记忆效应表征了自旋玻璃态。此外，通过不同的自旋玻璃模型的各种唯象参数表现出很强的相似性，这三种化合物以及与其他稀土金属镍酸盐。普遍的自旋玻璃行为将镍酸盐与铜酸盐超导体的母体化合物CaCuO $_{2}$区分开来，后者具有相同的晶体结构和$d^9$电子构型，但经历长程反铁磁有序。我们的研究表明，大块镍酸盐的磁性和超导性明显不同于铜酸盐。
2021-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Formation of 2D single-component correlated electron system and band engineering in the nickelate superconductor NdNiO2
受最近在无限层镍酸盐Nd0.8Sr0.2NiO2中超导性的实验发现的启发[Li等人，Nature 572，624（2019）]，我们研究了NiO 2层中的相关Ni 3dx 2-y2电子如何与Nd层中的电子相互作用。我们发现，三个轨道是必要的，以代表费米能级周围的电子结构：Ni 3dx 2-y2，Nd 5d3 z2-r2，和一个键合轨道由Nd层中的间隙s轨道和Nd 5dxy轨道。通过对这些态的三轨道模型的研究，发现Ni 3dx 2-y2态与Nd层中的态之间的杂化很小。我们还发现，Nd层的金属屏蔽作用并不十分有效，它仅使Ni 3dx ~（2-y）~ 2电子之间的Hubbard U降低了10- 20%。另一方面，电子-声子耦合不足以介导Tc ~ 10 K的超导电性。这些结果表明，NdNiO 2主机几乎孤立的相关3dx 2-y2轨道系统。我们进一步研究了在Mott-Hubbard体系中实现更理想的单轨道系统的可能性。我们发现，当填隙s态与Nd 5dxy态的杂化变小时，Nd层态形成的费米口袋急剧缩小。通过大量的材料搜索，我们发现在NaNd_2NiO_4和NaCa_2NiO_3中费米口袋几乎消失。
2019-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between Zhang-Rice singlets and high-spin states in a model for doped NiO$_2$ planes
在掺杂的NdNiO $_2$中发现的超导性是令人困惑的，因为掺杂的NiO $_2$层的两个局部对称性相互竞争，对所涉及的机制可能具有深远的影响：具有张-赖斯单线态的铜酸盐状制度{ \cblue被电荷转移能量的实际值的局部三重态所取代，这将表明与高$T_c$铜酸盐}相当不同的超导性方案。我们通过研究Ni $_4$ O $_8$团簇在超导镍酸盐相关的参数范围内的周期性边界条件来解决这种竞争。随着电荷转移能量的增加，我们观察到空穴掺杂后预期的交叉从占主导地位的Zhang-Rice单重态的铜酸盐制度的本地三重态。我们发现，较小的电荷转移能量$Δ$是能够驱动这种变化的基态字符时，考虑到镍-氧排斥$U_{dp}$的现实价值。对于大值的电荷转移能量，氧轨道是不太重要的比超导铜酸盐，因为它们的光谱重量被发现只有在相当高的激发能量。然而，第二个Ni（$3d$）轨道可以容易地变得相关，其中除了$x^2-y^2$轨道{ \cblue}之外，$xy$或$3z^2-r^2$轨道都有助于三重态的形成。此外，}我们的结果，$U_{dp}$（镍和O之间的作用）有利于现场三胞胎意味着，在获得有效的双带模型时，应考虑到纯粹的现场相互作用以外的相关效应。
2021-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incommensurate Magnetic Order in Hole-Doped Infinite-layer Nickelate Superconductors
磁性和超导性紧密纠缠在一起，阐明镍酸盐超导体中的磁相互作用是理解配对机制的核心。我们的第一性原理和自旋波理论计算强调，NdNiO $_2$是在准二维（2D）反铁磁（AFM）状态和三维（3D）C-AFM状态之间的过渡附近。这两种状态都可以准确地再现实验测量的磁激发光谱，这是以前解释的二维模型。我们进一步揭示了空穴掺杂稳定了一个无公度（IC）自旋态，并且IC波矢不断增加。空穴掺杂、磁化强度、交换常数和磁有序之间的直接联系被建立，揭示了第一近邻和第三近邻面内磁相互作用之间的竞争是IC磁有序的关键。
2022-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of Cation Stoichiometry on the Crystalline Structure and Superconductivity in Nickelates
近年来，镍酸盐无限层薄膜超导电性的发现为高温超导机制的研究提供了一个新的平台，引起了人们极大的兴趣。然而，超导性仅以薄膜形式出现，并且合成超导镍酸盐薄膜极具挑战性，限制了对该化合物的深入研究。在这里，我们探索的关键参数，在高品质的镍酸盐薄膜的分子束外延（MBE）生长。我们发现，化学计量比是至关重要的，在优化的晶体结构和实现超导电性的镍酸盐薄膜。在前驱体NdNiO3薄膜中，最佳化学计量比的阳离子产生最紧密的晶格，而非化学计量比的阳离子导致明显的晶格膨胀，影响随后的拓扑还原和无限层镍酸盐超导电性的出现。令人惊讶的是，原位反射高能电子衍射（RHEED）表明，一些杂质相总是出现一旦Sr离子掺杂到NdNiO 3中，虽然X射线衍射（XRD）数据是高质量的。虽然这些杂质相似乎并没有抑制超导性，但它们对电子和磁性结构的影响值得进一步研究。我们的工作证明和强调了超导镍酸盐家族中阳离子化学计量的重要性。
2021-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Paramagnetically driven superconducting re-entrance in Eu-doped infinite layer nickelates
University of Geneva（日内瓦大学）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；CNRS, Université Grenoble Alpes（法国国家科学研究中心，格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；TU Wien（维也纳工业大学）
研究发现Eu掺杂的无限层镍酸盐中，磁性离子的极化作用导致超导再进入现象，揭示了离子间竞争效应的平衡机制。
2026-01-27 cond-mat.supr-con
Competing spin-glass and spin-fluctuation states in NdxPr4-xNi3O8
本研究制备了不同Nd3+含量的NdxPr4-xNi3O8系列拓扑还原样品，发现Nd3+含量升高会使自旋冻结区缩小并向低温偏移，证实自旋涨落增强削弱了自旋阻挫，为探索镍基超导提供了磁学层面的参考。
2023-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el 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
Similarities and differences between infinite-layer nickelates and cuprates and implications for superconductivity
根据最近发现的Sr掺杂NdNiO $_2$的超导电性，我们重新研究了无限层RNiO $_2$（R= La，Nd）的电子结构。从比较他们的铜酸盐对应物CaCuO $_2$，我们得到的基本事实有关的电子结构，特别是各种跳跃参数和能量分裂的值，以及间隔阳离子的影响。从这个详细的比较中，我们评论了关于超导性的期望。特别是，这两种材料都表现出较大的长程跳跃与近邻跳跃的比率，这应该有利于超导性。
2020-02-04 cond-mat.supr-con
The magnetic nature of superconductivity in doped cuprates
在动能驱动的超导机制下，讨论了铜氧化物超导体的磁性。结果表明，超导态是由载流子能隙函数和准粒子相干量共同控制的。这种准粒子相干权重在欠掺杂和最佳掺杂区随空穴掺杂浓度线性增长，在过掺杂区随掺杂浓度减小，导致超导转变温度最大值出现在最佳掺杂附近，在欠掺杂和过掺杂区均随掺杂浓度减小.在此框架内，我们计算了铜氧化物超导体的动态自旋结构因子，并再现了非弹性中子散射实验的所有主要特征，包括在低能量和高能量下的无公度磁散射和中能量下的公度共振的能量依赖性。
2006-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Synthesis of thin film infinite-layer nickelates by atomic hydrogen reduction: clarifying the role of the capping layer
本文提出利用分子束外延结合原子氢还原合成无限层镍酸盐薄膜的集成工艺，发现所得薄膜结构优异且电阻率更低，并揭示了SrTiO3覆盖层在防止表面二次相形成中的关键作用。
2024-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unravelling the Nature of Spin Excitations Disentangled from Charge Contributions in a Doped Cuprate Superconductor
超导铜氧化物中自旋激发的性质是统一理解从长程反铁磁性到超导的铜氧化物物理的关键问题。共振非弹性X射线散射揭示的过度掺杂制度的强烈自旋激发带来了新的见解以及如何理解它们的持久性或它们与有序磁体（磁振子）中的集体激发的关系等问题。在这里，我们研究了自旋激发的演变后，空穴掺杂的超导铜酸盐Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的实验截面的电荷激发解开自旋。我们比较我们的实验结果与密度矩阵重整化群计算的$t$ - $J$ -类模型的正方形晶格。我们的研究结果明确地证实了自旋激发的持久性，这是密切相关的短程磁相关的持久性高掺杂。这表明空穴掺杂铜氧化物中的自旋激发与磁振子有关-尽管是短程的。
2023-01-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fundamental difference in the electronic reconstruction of infinite-layer vs. perovskite neodymium nickelate films on SrTiO$_3$(001)
受最近SrTiO $_3$（001）上Sr掺杂NdNiO $_2$薄膜超导性的报道[Nature（London）572，624（2019）]的启发，我们通过执行包括库仑排斥项的第一性原理计算，探索极性界面对NdNiO $_n$ /SrTiO $_3$（001）（$n=2,3$）的结构和电子性质的作用。对于无限层镍酸盐薄膜（$n=2$），电子重构驱动了令人惊讶的二维电子气（2DEG）在界面处的出现，涉及强占领的Ti $3d$状态。这种效应比LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（001）中更显著，并伴随着费米表面的实质性重构：自掺杂Nd $5d$态的耗尽和在表面处达到$35\%$的增强的Ni $e_g$轨道极化，反映出$3d_{x^2-y^2}$态中的单个空穴，即，类似铜的行为。相比之下，对于钙钛矿膜（$n=3$）或如果在界面处存在单个钙钛矿层，则没有2DEG形成。我们发现，从钙钛矿到无限层相的拓扑反应仅限于镍酸盐膜，而SrTiO $_3$衬底保持完整。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Chemical potential jump between hole- and electron-doped sides of ambipolar high-Tc cuprate
为了研究空穴和电子掺杂的高Tc超导体之间的本征化学势跳跃，我们对Y0.38La0.62Ba1.74La0.26Cu3Oy（YLBLCO）进行了芯能级X射线光电子能谱（XPS）测量，其中可以在保持相同的晶体结构的情况下掺杂空穴和电子。与空穴掺杂的La_（2-x）Sr_xCuO_4和电子掺杂的Nd_（2-x）Ce_xCuO_4的情况不同，我们估计空穴掺杂和电子掺杂的YLBLCO之间的真实化学势跃变约为0.8eV，这比报道的母体绝缘化合物的光学带隙1.4- 1.7eV小得多。我们归因于减少跳跃的间接性质的电荷激发间隙，以及掺杂载流子的极化性质。
2009-12-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nature of the inhomogeneous state of the extended t-J model on a square lattice
我们用变分蒙特卡罗方法研究了空穴和电子掺杂铜氧化物的空间非均匀态。在Gutzwiller近似下，我们考虑了由电荷密度、自旋密度和对场引起的t-J模型平均场基态的激发。它导致的条纹图案，我们已经发现在一个广义的t-J型模型，包括质量重整化的电子-声子耦合数值。在空穴掺杂侧，一个强大的d-波超导秩序的结果，在半掺杂反铁磁共振价键（AF-RVB）条纹的形成所示的著名的山田图。另一方面，由于电子掺杂材料中的长程AF有序，在欠掺杂区域获得了具有“同相”磁畴（IPMD）的条带结构，而不是AF-RVB条带。具有晶格尺寸所允许的最大周期的IPMD条纹稳定在欠掺杂区域附近，并且它从电子掺杂的情况中排除了Yamada图。基于我们所能达到的有限晶格尺寸，IPMD条纹的存在可能意味着电子掺杂化合物中的电子相分离为富电子和绝缘半填充AF长程有序畴。
2011-12-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proposal to improve Ni-based superconductors via enhanced charge transfer
最近发现的空穴掺杂镍酸盐Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$的超导电性引起了该领域的广泛关注。一个迫在眉睫的问题是如何提高其超导性能。根据铜酸盐和镍酸盐的电子结构的关键特征，我们认为具有类似晶格结构的镍硫族化合物应该是一个有前途的材料家族。以NdNiS $_2$为例，通过第一性原理结构优化和声子计算，发现这种特殊的晶体结构是稳定的。通过与CaCuO $_2$和NdNiO $_2$的电荷转移特性的强度和掺杂空穴载流子的低能多体有效哈密顿量的变化趋势的比较，我们证明了我们的建议。这一分析表明，镍硫族化合物的低能物理更接近铜酸盐，具有比镍酸盐更强的磁相互作用，因此它们值得进一步的实验探索。我们的建议也开辟了一个广泛的参数调整的可能性，通过硫族化合物之间的配体取代，以进一步提高超导性能。
2022-12-14 cond-mat.supr-con
Nature of carrier doping in T'-La1.8-xEu0.2SrxCuO4 studied by X-Ray Photoemission and Absorption Spectroscopy
近年来，空穴掺杂的T '结构La_（1.8-x）Eu_（0.2）Sr_xCuO_4（LESCO）超导材料引起了人们的广泛关注。我们已经进行了X射线光电子能谱和吸收光谱测量生长和减少T0-LESCO。结果表明，还原退火和Sr置换分别对电子和空穴进行了掺杂。然而，它表明，该系统仍然在电子掺杂侧的莫特绝缘体或电荷转移间隙崩溃的母体化合物。
2019-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Diamagnetism of doped two-leg ladders and probing the nature of their commensurate phases
本文研究了垂直于梯形平面的磁场分量存在时，掺杂双脚梯形的磁轨道效应。结合低能方法（玻色化）和数值模拟（密度矩阵重整化群），在强耦合极限（t-J模型）下，建立了一个丰富的相图作为空穴掺杂和磁通量的函数。在临界通量以上，自旋能隙被破坏，并且Luttinger液相稳定。在第二临界磁通以上，发现在高磁通量下自旋能隙的重新进入，有趣的是，相变与轨道磁化率的符号变化有关。聚焦在小磁场制度，自旋能隙超导相是稳健的，但立即获得代数横向（即沿梯级）电流相关性，这是相称的4k_F密度相关性。此外，我们已经计算了大范围的掺杂和相互作用比J/t的零场轨道磁化率：我们发现强异常，在低J/t仅在附近的相称的填充对应于三角洲= 1/4和1/2。此外，轨道磁化率的行为揭示了这些绝缘相的性质是不同的：当δ = 1/4时，确认了4k_F的电荷密度波，而δ = 1/2相被证明是键序波。
2007-11-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the nature of filamentary superconductivity in metal-doped hydrocarbon organic materials
最近报道了K掺杂的1，2：8，9-二苯并五苯（C30 H18）的高温超导性[1]，其Tc = 33 K，是常压下有机超导体中最高的。在这里，我们报告了我们的研究在K，Ba和Ca掺杂的烃有机材料的超导性。我们发现Ba-蒽（C_（14）H_（10））和K-云杉（C_（22）H_（14））具有超导态的特征，虽然很弱。结果表明，Ba-蒽可能是一种新的有机超导体，其Tc ~ 35 K。
2015-05-05 cond-mat.supr-con
Robust $d_{x^2-y^2}$-wave superconductivity of infinite-layer nickelates
受锶掺杂NdNiO $_2$超导电性研究的启发，我们从多个角度研究了该体系的超导不稳定性。从第一性原理计算开始，我们构建了两个不同的紧束缚模型，一个更简单的单轨道模型以及一个三轨道模型，这两个模型都捕捉到了不同程度的准确度的关键低能自由度。我们使用无规相位近似（RPA）研究了这两种模型中的超导性。然后，我们分析的问题，在较强的耦合，并研究在相关的t-J模型极限的主导配对不稳定性。在所有情况下，主要的配对趋势是在$d_{x^2-y^2}$通道中，类似于铜酸盐超导体。
2020-04-28 cond-mat.supr-con
Implications of spin vortex scenario for 1/8-doped lanthanum cuprates
自旋涡旋的超晶格已在早期的文章中提出，作为替代的条纹解释的自旋调制在1/8掺杂铜酸镧。本文讨论了自旋涡旋晶格的几个附加特性，即：（i）扩展电荷态的性质;（ii）作为掺杂函数的中子自旋峰的位置;以及（iii）不存在高阶自旋谐波。所有这些特性提供了直接连接到角分辨光电子能谱，电阻率测量和中子散射产生的实验结果。
2010-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the nature of valence charge and spin excitations via multi-orbital Hubbard models for infinite-layer nickelates
基于最近发现的无限层镍酸盐的有趣的基础物理学的进展，在这篇文章中，我们回顾了检查的价电荷和自旋激发通过多轨道哈伯德模型的方式来确定的基本构建块的哈密顿量，可以描述的低能性质的无限层镍酸盐。我们总结了密度泛函方法的关键结果，并将其应用于X射线吸收的研究，以确定在其母体形式的无限层镍酸盐的价基态，并表明，一个基本的$d^9$配置在铜酸盐是不兼容的自掺杂基态有孔在$d_{x^2-y^2}$和稀土衍生的轴向轨道。当掺杂时，我们确定稀土衍生的空轨道和附加空穴形成低自旋$(S=0)$ $d^8$ Ni态，它可以很好地描述为掺杂的单带哈伯德模型。使用精确对角化的2-轨道模型，涉及镍和稀土轨道，我们发现明确的磁振子在1/2填充时，持续掺杂，虽然有较大的阻尼，并依赖于精确的轨道之间的能量分离的镍和稀土衍生的轨道。总之，一个完整的两带模型的无限层镍酸盐可以很好地描述实验观察到的价电荷和自旋激发。
2021-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity and Spin Fluctuations in the Electron-Doped Infinitely-Layered High Tc Superconductor Sr$_0.9$La$_0.1$CuO$_2$ (Tc=42K)
本文首次报道了电子掺杂的无限层状高温超导体Sr $_0.9$ La $_0.1$ CuO $_2$（Tc= 42 K）的~（63）Cu NMR研究。在正常状态下的自旋动力学Tc以上表现出定性的一些空穴掺杂材料具有显着增强的自旋波动相同的行为。低于Tc时，我们没有观察到Hebel-Slichter相干峰的特征，这表明超导序参量的对称性具有非常规性质。
2001-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport anomalies and quantum criticality in electron-doped cuprate superconductors
超导研究就像跑马拉松。在高温超导铜氧化物发现三十年后，大量的输运测量数据产生，带来了丰富的信息。本文从电输运和互补热输运两个方面对电子掺杂铜酸盐中的一些有趣现象进行了综述。我们试图梳理出电子掺杂族的共同特征，如奇异金属、负磁电阻、混合态霍尔的多重符号反转、反常能斯特信号、复杂的量子临界性。尽管这些研究对现有的理论提出了挑战，但统一的相图有助于更好地理解电子掺杂铜氧化物的性质。
2016-04-07 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
Reduced superfluid density in a doped spin liquid candidate
量子自旋液体（QSL）将是超导性的一个奇特阶段。掺杂QSL的一个有希望的候选者是有机三角晶格系统，kappa-（BEDT-TTF）4 Hg 2：89 Br 8，其具有非费米液体和QSL性质的磁性，并在冷却时显示超导性。在这里，我们报告说，它的超流密度是有害的减少，表明存在大量的非相干谱重量和弱超导相刚度。此外，超导转变温度与标称费米温度的比率高达0.1，超出典型BCS值的数量级。在一个没有竞争秩序的系统中，这些观察结果使低掺杂铜氧化物中的类似问题复杂化，为掺杂莫特绝缘体中神秘的失踪超流密度提供了线索。
2022-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of T$_\textrm{c}$ above 111 K in Li-doped (Bi,Pb)-2223 superconductors: synergistic nature of hole concentration, coherence length and Josephson interlayer coupling
本研究通过改进固相反应法在Li掺杂(Bi,Pb)-2223超导体中实现了111至113.8 K的临界温度提升，揭示了Li掺杂提高空穴浓度、相干长度并改善层间关联从而提升Tc的协同机制。
2024-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity at 23 K in Pt doped BaFe2As2 single crystals
我们报告的超导性在单晶体的新铁磷属元素化物系统BaFe 1.9Pt0.1As 2生长的自熔剂溶液的方法，其特征在于通过X射线，运输，磁性和热力学测量。在BaFe_2As_2中引入5%的Fe后，在140 K时发生的结构转变所引起的磁有序被完全抑制，并在临界温度Tc=23 K时产生超导电性。磁化率的完全抗磁屏蔽和Tc处比热的跳跃证实了超导相的体相性质。超导态的所有性质，包括转变温度Tc，下临界场Hc 1 =200 mT，上临界场Hc 2 ~65 T，和斜率dHc 2/dT的值与其他过渡金属取代的BaFe_2As_2系列中发现的值相当，表明由第VIII族元素取代引起的超导性的鲁棒性。
2010-02-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Statistics of holes and nature of superfluid phases in Quantum dimer models
量子二聚体模型（QDM）作为低能量有效的模型出现的挫折磁铁。这些模型中的一些已经被证明成功地产生了一个场景的异国情调的自旋液相与decenefined自旋。掺杂，即引入移动空穴，已经在QDM框架内被考虑并部分研究。一个基本的问题是在这样的系统中超导相的可能存在及其性质。为此目的，应首先解决可移动空穴（或“合弄”）的统计问题。这些问题进行了详细研究，在本文中定义的最常见的二维晶格（正方形，三角形，蜂窝状，kagome，.）并且涉及一般的谐振回路。我们证明了一般的“统计嬗变”对称性，这样的掺杂QDM通过使用复合运营商的二聚体和空穴。这种精确变换使得能够定义掺杂QDM的对偶等价类（或族），并提供了分析框架来分析动态统计嬗变。我们讨论了系统的各种可能的超导相。特别是，一个外来的超导相起源于（玻色子）的电荷-e holon的凝聚的可能性进行了研究。通过引入一种新的规范不变的holon格林函数，在三角晶格的情况下，这样的超导相的数值证据。我们还作出的连接与玻色哈伯德模型的kagome晶格，从而产生，作为一个有效的模型，在强相互作用的限制，掺杂QDM的三角形晶格。
2012-10-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$d$-wave superconducting gap observed in protect-annealed electron-doped cuprate superconductors Pr$_{1.3-x}$La$_{0.7}$Ce$_{x}$CuO$_{4}$
对于电子掺杂的铜氧化物，强抑制的反铁磁自旋相关有效的还原退火的“保护退火”的方法导致超导不仅具有较低的Ce浓度，但也具有较高的转变温度。为了揭示这种超导态的本质，我们对保护退火的电子掺杂超导体Pr $_{1.3-x}$ La $_{0.7}$ Ce $_{x}$ CuO $_{4}$进行了角分辨光电子能谱测量，并直接研究了超导能隙。发现该间隙与$d$波对称性一致，表明强电子相关性持续存在，因此反铁磁自旋波动仍然是介导保护退火的电子掺杂的铜氧化物中的铜配对的候选者。
2019-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct theoretical evidence for weaker correlations in electron-doped and Hg-based hole-doped cuprates
高$T_c$铜酸盐的许多重要问题与母体化合物的绝缘性质密切相关。虽然对这个问题进行了深入的讨论，但所有的论点都强烈依赖于材料的相关强度，或者与材料的相关强度密切相关。由于缺乏对这种相互作用的直接测量（传统上用$U$表示），对这种相互作用的明确理解受到严重阻碍。在这里，我们报告了几种不同类型的铜酸盐的$U$的第一性原理估计。的$U$值明显增加的功能，顶端的氧和铜之间的键距的倒数。我们的研究结果表明，电子掺杂的铜酸盐的相关性比他们的空穴掺杂的同行，这支持斯莱特图片，而不是莫特图片。此外，$U$值甚至在空穴掺杂族之间也显著变化。Hg-铜酸盐的相关强度明显弱于La $_2$ CuO $_4$。我们的结果表明，强关联足以诱导莫特间隙可能不是高$T_c$超导性的先决条件。
2016-08-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Prediction of anomalies in the velocity of sound for the pseudogap of hole-doped cuprates
我们预测在掺杂$δ_{p}$的赝能隙结束在空穴掺杂铜氧化物的正常状态的声音异常。我们的预测是基于二维可压缩的哈伯德模型使用集团动力学平均场论。我们发现尖锐的异常（骤降）的声速作为掺杂和相互作用的函数。这些下降是超临界现象的标志，源于超导圆顶下没有对称性破缺的电子跃迁。如果实验验证，这些签名可能有助于解决赝能隙性质的基本问题-精确定位其起源是由于莫特物理和由此产生的短程相关性。
2022-12-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Particle-Hole Asymmetry in Doped Mott Insulators: Implications for Tunneling and Photoemission Spectroscopies
在一个具有强局部排斥相互作用的系统中，增加一个电子应该比抽出一个电子更困难。我们使这一想法精确的推导出各种精确的总和规则的单粒子谱函数的细节描述的系统和基态的性质的哈密顿独立。我们将这些结果推广到超导基态和低激发态。我们的研究结果揭示了高Tc超导体的隧穿谱中的显著不对称性，也应该是有用的，在估计非均匀材料中的局部掺杂变化。
2004-12-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-Dynamics in the Carrier-Doped $S=1/2$ Triangular-Lattice of Na$_{x}$CoO$_{2}$-yH$_{2}$O
用~（59）Co NMR研究了Na{x}CoO{2}-yH{2}O中混合价Co（+4-x）三角晶格的局域电子性质.当x>=1/2时，我们观察到两种不同类型的Co位，但当x~1/3时，价态似乎是平均的。本地自旋波动定性地表现出相同的趋势下降到~100 K，无论载流子浓度x，因此电子基态的性质。一个典型的费米液体行为出现低于100 K只有x~1/3。
2004-08-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conservation of the particle-hole symmetry in the pseudogap state in optimally-doped Bi2Sr2CuO6+δ superconductor
赝能隙态是高温铜氧化物超导体反常正常态性质中最神秘的特征之一。一个中心问题是揭示是否有一个对称性破缺，哪些对称性被打破整个赝能隙过渡。通过对最佳掺杂的Bi_2Sr_（1.6）La_（0.4）CuO_（6 +δ）超导体进行高分辨率的激光角度分辨光电子能谱测量，观测到了超导态和赝能隙态沿整个费米面的粒子-空穴对称性守恒.这些结果为理解赝能隙的性质及其与高温超导性的关系提供了关键的见解。
2022-07-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Is Li$_2$Pd$_3$B a self-doped hole superconductor ?
我们认为Li_2 Pd_3B中产生超导电性的电子来自钯的4d电子。因此，它的电子性质很可能是由强电子相关决定的。这种材料的基本单元是Pd $_6$ B八面体，它们共享顶点以形成三维网络。由于Pd $_6$ B八面体的高度扭曲的性质，每个八面体的一个远拉伸的Pd原子对于电子传导变得几乎无活性。因此，该材料通过在这些非活性Pd位点隐藏额外的电荷而逃脱成为半填充绝缘莫特反铁磁体的命运，并成为自掺杂相关金属。我们提出了一个三维单带t-J模型，它可能是这种材料的正确的极小模型。
2004-04-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity-insensitive order at $q$~1/4 in electron doped cuprates
铜氧化物研究的中心问题之一是发展成高温超导（HTSC）的“正常态”的性质。在空穴掺杂铜氧化物的正常状态下，电荷密度波（CDW）的存在有望揭示高温超导的机理。随着电子掺杂铜酸盐中CDW有序的证据的出现，CDW将被认为是高$T_c$铜酸盐中的普遍现象。然而，电子掺杂铜氧化物中的CDW现象与空穴掺杂铜氧化物中的CDW现象有很大不同。在这里，我们研究了假定的CDW在电子掺杂的铜酸盐的性质，通过直接比较生长和退火后的Nd $_{1.86}$ Ce $_{0.14}$ CuO $_4$（NCCO）单晶使用铜$L_3$ -边缘共振软X射线散射（RSXS）和角分辨光电子能谱（ARPES）。RSXS结果表明，非超导NCCO在波矢（~1/4，0，$l$）处具有与超导NCCO相同的反射。这种对超导性不敏感的信号与空穴掺杂铜氧化物中的CDW反射的特性完全不同。此外，ARPES的结果表明，费米学不能解释这样的波矢。这些结果对铜氧化物中CDW现象的普遍性提出了质疑。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Determining the upper critical magnetic field for N-doped lutetium hydride directly from the source data files in Dasenbrock-Gammon et al., Nature $\underline{615}$, 244 (2023)
本文提出直接从源数据电阻压降确定掺氮氢化镥临界温度的方法，结合纯BCS理论计算出其上临界磁场为71(10)-79(8) T，修正了先前研究通过建模电阻行为得到的88 T结果。
2023-05-20 cond-mat.supr-con
Unusual nature of fully-gapped superconductivity in In-doped SnTe
超导体Sn_{1-x} In_{x} Te是一种掺杂的拓扑晶体绝缘体，并已成为重要的候选拓扑超导体，但其超导相图知之甚少。通过对50个高质量气相生长单晶样品的测量，我们发现超导转变温度Tc对In含量x的依赖关系在临界掺杂xc ~ 3.8%时呈现出质的变化，在此点发生结构相变。有趣的是，在铁电菱面体相低于临界掺杂，Tc被发现强烈增强杂质散射。在Sn_{1-x} In_{x} Te中，电子配对的性质似乎在xc上发生了变化。
2013-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Comment on arXiv:1810.04634v1 [cond-mat.str-el], "Hole-pocket-driven superconductivity and its universal features in the electron-doped cuprates"
下面的信，题为“电子超导氧化物？”，于1989年3月2日提交给《自然》[科学通讯组]，这是在1989年1月26日《自然》杂志上宣布的掺杂电子的铜酸盐的实验发现之后不久。它预测了最近由Yangmu Li，W. Tabis，Y.唐，G. Yu，J. Jaroszynski，N. Barisic和M. Greven“明确指出这些名义上的电子掺杂材料中的空穴袋驱动的超导性”，“经过三十年的大量科学调查”，“揭示了电子掺杂高温超导体中的空穴超导性“，并指出“无论名义上的载流子类型如何，铜酸盐中的超导性都存在一种与空穴相关的单一机制”。F. Marsiglio和作者在随后的30年里，从1989年到现在。arXiv：1810.04634没有提到任何这些理论著作，这是一个误导性的画面。
2018-10-24 cond-mat.supr-con
Enhancing Tc in field-doped Fullerenes by applying uniaxial stress
利用场效应掺杂的C60的超导性的二维性质，我们表明，它应该是可能的，通过施加垂直于栅电极的单轴应力，以增加转变温度Tc。这种方法不仅有望大幅提高Tc（约30 K/GPa），而且还提供了一个敏感的检查目前的理解掺杂富勒烯的超导性。
2001-12-18 cond-mat.supr-con
Superconductivity in doped Weyl semimetal Mo$_{0.9}$Ir$_{0.1}$Te$_{2}$ with broken inversion symmetry
本文报道了在反转对称性破缺的Ir掺杂Weyl半金属$_d$ $_{2}$中出现的超导电性.手征反常引起的平面霍尔效应和各向异性磁电阻证实了Mo $_{1-x}$ Ir $_{x}$ Te $_{2}$的拓扑半金属性质。在T $_d$ -Mo $_{1-x}$ Ir $_{x}$ Te $_{2}$中观察到的弱各向异性、中等耦合的II型超导性使其成为一种有希望的拓扑超导体候选者。
2021-08-23 cond-mat.supr-con
The nature of the charge density waves in under-doped YBa$_2$Cu$_3$O$_{6.54}$ revealed by X-ray measurements of the ionic displacements
所有欠掺杂的高温铜酸盐超导体似乎都表现出电荷密度波（CDW）有序，但其潜在的对称性破缺和CDW的起源仍不清楚。本文用X射线衍射方法测定了典型铜氧化物YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6.54}$在超导转变温度Tc ~ 60 K时CDW的微观结构。我们发现，在这种材料中存在的CDW打破了CuO 2双层的镜像对称性。CDW中的离子位移有两个分量：一个垂直于CuO $_2$平面，另一个平行于这些平面，与第一个不同相。最大的位移是平面氧原子的位移，并且垂直于CuO $_2$平面。我们的结果使人们能够理解欠掺杂铜酸盐的许多电子性质。例如，CDW将导致掺杂（或电子结构）的局部变化，从而明确解释了扫描隧道显微镜（STM）和软X射线测量中对称性破缺的密度波态的出现。
2015-09-28 cond-mat.supr-con
Free energy of a two-liquid system of charge carriers in strongly coupled electron and phonon fields and common nature of three phases in hole-doped cuprates
本研究通过变分法计算强耦合电子-声子场中载流子双液系统的自由能，揭示了空穴掺杂cuprates中pseudogap、CDW和超导相的共同本质，并探讨了提高超流转变温度的途径。
2024-01-09 cond-mat.supr-con
Phase Diagram of the Electron-Doped Cuprate Superconductors
研究了高温超导铜酸盐中电子掺杂体系的相图。我们计算了超导转变温度Tc，反铁磁转变温度TN，在涨落交换（FLEX）近似下考虑反铁磁涨落和在自洽t矩阵近似下考虑超导涨落时的NMR弛豫速率1/T1。所得相图具有空穴掺杂体系的共同特征，包括反铁磁态、超导态和自旋能隙现象。TN，Tc和Tsg（自旋隙温度）的掺杂依赖性，然而，与空穴掺杂系统中的那些不同。这些差异是由于在空穴掺杂系统中与Zhang-Rice单线态密切相关的Inap态的本征性质，而在电子掺杂系统中分别是相关的d-电子，这已经在d-p模型中得到了证明。
2002-02-07 cond-mat.supr-con
