Ruddlesden-Popper相中压力与掺杂对磁有序及金属化的调控

《Physical Review B》：Pressure and doping control of magnetic order and metallization in Ruddlesden-Popper

　　

在压力下多层镍氧化物中超导现象的发现，进一步激发了学界对Ruddlesden-Popper型镍氧化物磁性与电子性质研究的兴趣。本文采用Hubbard修正的密度泛函理论，研究了La2NiO4的磁性基态、压力下的电子结构演化以及Sr掺杂效应。研究发现，在常压下，四方相La2NiO4呈现G型反铁磁有序，且层间磁耦合几乎可以忽略不计。在静水压作用下，该系统在50 GPa时发生连续的绝缘体-金属转变，同时保持稳健的磁有序，这与La3Ni2O7中磁性的快速抑制形成鲜明对比。Sr掺杂导致我们的计算中出现一系列磁性基态的演变：从G型到A型，再到条纹反铁磁有序，最终过渡到铁磁有序，并伴随金属化过程。此外，LaSrNiO4表现出微弱的电荷有序和轨道有序。这些结果揭示了单层镍氧化物在压力和掺杂方面的独特效应，并为理解镍氧化物超导背后的磁性机制提供了重要见解。