今日速览: 今日的亮点工作聚焦于对低n层四方镍酸盐的电子结构解析与电子掺杂新策略的理论探索。其中一项研究利用DFT+DMFT方法揭示了层分辨的关联效应:未掺杂体系中Ni-d轨道的电子关联随层数增加而增强,且内层NiO₂平面普遍强于外层,并通过间隔层Cl替代的电子补偿策略将名义Ni价调至与最佳超导体系相当,预测其可进入强关联金属区,为将低层数镍酸盐转化为潜在超导候选提供了可行路径。另一项工作则提出以异质结构实现镍酸盐的无序电子掺杂,通过插入宽带隙绝缘层LaXO₃使La₂NiO₄接受额外(LaO)⁺层提供的电子,多体理论计算预测其超导转变温度可超过50 K甚至高达127 K,该方法亦适用于La₃Ni₂O₇等体系,为全面探索镍酸盐电子掺杂相图开辟了通用方案。 本期论文投稿处理时间范围:2026-07-10 08:00 至 2026-07-10 08:00(北京时间)。

1. Layer-resolved Electronic Structure and Correlation of Low-$n$ Square-planar Nickelates: A DFT+DMFT Prediction of Superconducting Candidates

总结: 该研究采用密度泛函理论结合动力学平均场理论(DFT+DMFT),系统分析了低 n 层四方镍酸盐的层分辨电子结构和关联效应。结果表明,未掺杂体系中 Ni-d 轨道的电子关联强度随层数增加而增强,且内层 NiO₂ 平面普遍比外层具有更强的关联性,这种层间差异源于空间电荷分布的不均匀性。针对因过度空穴掺杂而不超导的 n=2 和 n=3 化合物,提出在间隔层氧位进行 Cl 替代的电子补偿策略,通过虚拟晶体近似模拟将其名义 Ni 价调控至与最佳超导 n=6 体系相同的水平。计算显示,Cl 掺杂可显著提升低层数体系的 Ni-d 质量增强因子,使其进入强关联金属区,同时低能电子结构得以保持。该工作揭示了层分辨电子关联在超导机制中的关键作用,并预测间隔层 Cl 掺杂是将低 n 四方镍酸盐转化为潜在超导候选材料的可行路径。


2. Heterostructuring as Gateway to Electron Doping of Nickelate Superconductors

总结: 该研究提出通过异质结构实现镍酸盐超导体电子掺杂的新途径。第一性原理计算表明,在La₂NiO₄中插入宽带隙绝缘层LaXO₃(X=Al, Ga, Sc)时,额外的(LaO)⁺层作为电子供体向Ni-3d轨道释放载流子,从而实现对Ruddlesden-Popper型镍酸盐的无序电子掺杂。该掺杂使La₂NiO₄:La₂AlO₄自然处于d_(x²-y²)波超导的最佳区域,动态顶点近似、涨落交换和动态团簇近似等多体方法预测其超导临界温度超过50 K,最高可达127 K。这种策略避免了传统化学掺杂引入的无序问题,且同样适用于La₃Ni₂O₇等镍酸盐,为全面探索镍酸盐电子掺杂相图及拓展至其他过渡金属氧化物体系提供了可行方案。