Electron-lattice instabilities suppress cuprate-like electronic structures in SrFeO$_3$/SrTiO$_3$ superlattices
利用{ \it ab initio}密度泛函理论，我们探讨了金属$d^4$ SrFeO $_3$限制在$d^0$介电SrTiO $_3$之间的超晶格几何结构的薄层的行为。我们发现绝缘SrTiO $_3$间隔层的存在强烈影响SrFeO $_3$的电子性质：对于单一的SrFeO $_3$层约束到其体立方结构，费米面是二维的，嵌套的，类似于空穴掺杂的超导铜氧化物。然而，Jahn-Teller不稳定性耦合到八面体倾斜模式，以消除这种简并性，从而导致绝缘超晶格。
2009-08-24 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
Experimental evidence of Tc enhancement above 50 K and diode and paramagnetic-Meissner effects, in Nickelate films on highly reduced $SrTiO_3$
Physics Department, Technion, Haifa, 32000, Israel（海法理工学院物理系）
在高度还原的 SrTiO3 衬底上，氧缺陷镍酸盐薄膜的 Tc onset 达到 50-70 K，并观察到顺磁迈斯纳效应和非互易超导二极管效应，表明混合相薄膜中存在超导岛或畴。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A superconducting praseodymium nickelate with infinite layer structure
各种氧化镍化合物因其各种相关电子现象的表现而长期被研究。最近，在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$的纳米级无限层镍酸盐薄膜中观察到超导性，所述镍酸盐薄膜通过从钙钛矿前体相的拓扑还原而外延稳定在SrTiO $_3$衬底上。本文介绍了在SrTiO $_3$上制备PrNiO $_2$薄膜的方法和性质。在Pr $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中掺杂后，我们观察到具有7-12 K转变温度的超导电性，以及在2 K下334 kA/cm $^2$的稳健临界电流密度。这些发现表明，在无限层镍酸盐的超导性是相对不敏感的稀土4 $f$配置的细节。此外，他们激发了探索更广泛的家庭的化合物的基础上的二维NiO $_2$平面，这将使系统的研究超导和正常状态的属性和它们的基本机制。
2020-06-23 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Hydrogen is not necessary for superconductivity in topotactically reduced nickelates
本研究利用二次离子质谱和理论计算考察多种超导与非超导镍酸盐薄膜，证明其中不存在显著氢掺入且掺氢在能量上不利，从而说明氢并非层状方形平面镍酸盐超导的必要条件。
2024-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Aspects of the Synthesis of Thin Film Superconducting Infinite-Layer Nickelates
最近在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{2}$中观察到的超导电性要求进一步研究和优化这种亚稳态无限层镍酸盐结构的合成。在这里，我们提出了我们目前的理解，通过脉冲激光沉积SrTiO $_{3}$（001）衬底上的母钙钛矿化合物的生长的重要方面，和随后的拓扑还原。我们发现，要实现单晶，单相超导Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{2}$，它是必不可少的前体钙钛矿Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{3}$薄膜是稳定的高结晶度和无杂质相，特别是，Ruddlesden-Popper型的第二相经常观察到。我们进一步研究了软化学拓扑异构还原条件的演变，以实现完全转变为无限层结构，而没有膜分解或形成其他相。我们发现，覆盖的镍酸盐膜与随后的SrTiO $_{3}$层提供了一个外延模板的镍酸盐膜的顶部区域，很像基板。因此，对于目前优化的生长条件，我们可以稳定超导单相Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{2}$（001）外延薄膜高达~ 10 nm。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
Unconventional Pressure Dependent Interorbital and Interlayer Doping in Superconducting Nickelates
针对镍酸盐超导研究中电子计数与掺杂相图的矛盾，研究发现超导La₄Ni₃O₁₀存在非常规层间与轨道间本征掺杂效应，使相关轨道占据数与铜氧化物相近，建立了镍酸盐超导的自洽框架并维系两类超导体的关联。
2024-07-23 cond-mat.supr-con
Thin-film aspects of superconducting nickelates
由于镍酸盐与高$T_c$铜酸盐的关联，无限层镍酸盐超导电性的发现引起了人们的广泛关注。铜氧化物超导电性首先在体样品中得到证实，随后在薄膜中得到证实。然而，在镍酸盐中，情况却相反：尽管作为一种体现象出现，但迄今为止，镍酸盐超导性仅在薄膜中有报道。同时，无限层镍酸盐的特性产生了不同的界面和表面效应，决定了它们的体相和薄膜相行为。在本文中，我们将对这些重要方面进行概述。
2022-01-27 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Layered palladates and their relation to nickelates and cuprates
我们用从头计算方法研究了层状钯氧化物La $_2$ PdO $_4$，LaPdO $_2$和La $_4$ Pd $_3$ O $_8$. La $_2$ PdO $_4$是低自旋$d^8$，与其高自旋镍类似物有很大不同。假设的LaPdO $_2$，尽管它的$d^9$配置，有一个顺磁性的电子结构非常不同的铜酸盐。另一方面，假设的三层化合物La $_4$ Pd $_3$ O $_8$（$d^{8.67}$）更有希望，因为它的顺磁电子结构与过掺杂的铜酸盐非常相似。但是，即使在$d^9$限制（实现部分取代的La与4+离子），我们发现，反铁磁绝缘状态不能稳定，由于Pd离子的相关性较低。因此，这种材料如果能够合成，将为测试高温超导磁理论的有效性提供一个理想的平台。
2018-07-13 cond-mat.supr-con
Doping evolution of the Mott-Hubbard landscape in infinite-layer nickelates
最近在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中观察到的超导电性提出了关于潜在电子结构层次的基本问题。计算表明，该系统属于莫特-哈伯德制度，而不是其他镍氧化物和超导铜酸盐的电荷转移配置。在这里，我们使用最先进的，局部分辨电子能量损失谱直接探测的Mott-Hubbard字符的Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ NiO $_2$。掺杂后，我们观察到了类似于Zhang-Rice单线态的氧投射态的杂化，Nd 5 $d$态的改变，以及Ni 3 $d$杂化和填充的系统演化.这些结果清楚地证明了该系统的多频带性质和独特的电子景观无限层镍酸盐，尽管他们的形式相似的铜酸盐。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
Superconductivity in a quintuple-layer square-planar nickelate
自从在铜氧化物材料中发现高温超导性以来，人们一直在努力了解这一相的起源并发现新的铜氧化物类超导材料。一个主要的材料平台是稀土镍酸盐，最近在掺杂化合物Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中发现了超导性。未掺杂的NdNiO $_2$属于一系列层状方形平面镍酸盐，化学式为Nd $_{n+1}$ Ni $_n$ O $_{2n+2}$，被称为“无限层”（$n = \infty$）镍酸盐。在这里，我们报告的五层（$n = 5$）这一系列的成员，钕$_6$镍$_5$ O $_{12}$，其中最佳的铜酸盐样电子填充（$d^{8.8}$）的合成是实现无化学掺杂。我们观察到超导转变开始于$\sim$ 13 K。电子结构计算，在串联的磁阻和光谱测量，表明钕$_6$镍$_5$ O $_{12}$之间的铜酸盐和无限层镍酸盐的行为。在设计一个独特的超导镍酸盐，我们确定的方形平面镍酸盐作为一个新的家庭的超导体，可以通过掺杂和维数调谐。
2021-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el 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
Optimizing superconductivity: from cuprates via nickelates to palladates
本研究基于单带Hubbard模型与动力学顶点近似探究超导最优条件，结合第一性原理计算发现部分钯酸盐比铜酸盐、镍酸盐更接近高温超导最优态，为超导材料研发提供新方向。
2023-06-12 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
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
Three-Dimensional Fermi Surface, Van Hove Singularity and Enhancement of Superconductivity in Infinite-Layer Nickelates
本研究采用RPA+DMFT方法求解超导能隙方程，发现无限层镍酸盐三维费米面上的范霍夫奇点通过增强自旋涨落显著提升了超导性，凸显了费米面特征在非常规超导体建模中的重要性。
2025-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el 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
Infinite-layer nickelate superconductors: A current experimental perspective of the crystal and electronic structures
二十多年来，人们对高温超导铜酸盐类似物的研究取得了丰硕的成果，并希望对高温超导的机理有更好的理解。然而，在无限层镍酸盐中发现的超导电性给这幅图景带来了比预期更多的神秘。排在问题清单首位的可能是（1）块体镍酸盐中不存在超导性和薄膜中无限层相的有限厚度，（2）La-镍酸盐中不存在超导性，尽管它是最早研究的稀土镍酸盐，以及4f轨道在超导性配方中的作用，（3）不存在迈斯纳效应，怀疑超导起源于界面;（4）镍酸盐是否具有与单带高温铜酸盐或多带铁基超导体相似的对对称性。在这篇前瞻性的文章中，我们将讨论以下几个方面：（1）SrTiO_3（001）衬底上无限层相的稳定性和可观测量的厚度依赖性;（2）超导圆顶和相图的稀土依赖性，（La/Pr/Nd）-无限层镍酸盐薄膜：（3）迈斯纳效应测量的实验研究;（4）无限层镍酸盐超导体对对称性的理论框架和实验研究。
2021-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
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
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
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
Review on quasi-2D square planar nickelates
在强关联材料中，晶格、电荷、自旋和轨道自由度相互作用，导致涌现的物理性质，如超导性、巨磁阻和金属-绝缘体转变。准二维正方形平面镍酸盐，Rn+1 NinO 2n +2（R=稀土，n=2，3..），由于Ni+的3d 9电子构型与高温超导铜酸盐中的活性离子Cu ~（2+）相同，自2019年以来，由于在Nd0.8Sr0.2NiO2的薄膜中发现了超导性，该领域引起了人们的强烈关注，尽管在大块多晶粉末中还没有报道超导性。本文综述了以固相反应法、前驱体法、高压浮区法和高压助熔剂法合成的镍酸盐为母体化合物，通过拓扑还原法合成准二维方形平面镍酸盐多晶粉末的研究进展。我们强调使用高压浮区技术制备单晶。我们讨论了它们的晶体结构和物理性质，包括电阻率、磁化率和热容。我们突出了铜的物理，包括电荷/自旋条纹和大的轨道极化，确定在单晶R4 Ni 3 O 8（R=La和Pr）结合同步辐射X射线/中子单晶衍射和密度泛函理论计算。最后，简要讨论了这一快速发展的领域面临的挑战和可能的研究方向。
2021-03-11 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
Superconductivity in PrNiO2 infinite-layer nickelates
本文在未掺杂的PrNiO2无限层镍氧化物薄膜中实现了高度可重复的超导态，通过多种表征证明其结构质量高且无化学掺杂，表明无限层镍氧化物在适当稳定条件下无需化学掺杂即可超导。
2024-10-21 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
Fermi surface reconstruction and enhanced spin fluctuations in strained La$_3$Ni$_2$O$_{7}$ on LaAlO$_3$(001) and SrTiO$_3$(001)
University of Florida（佛罗里达大学）
通过密度泛函理论研究La$_3$Ni$_2$O$_{7}$在LaAlO$_3$(001)和SrTiO$_3$(001)上的结构和电子性质，发现应变和电子掺杂导致Ni的反键态非传统占据，而拉伸应变促进金属化并增强自旋波动。
2025-02-25 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
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
