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Nature of charge density waves and metal-insulator transition in pressurized La₃Ni₂O₇

该研究利用中子散射技术解析了双层镍氧化物La₃Ni₂O₇单晶的自旋有序与动力学。在常压母体相中，于倒空间Q=(0,0.5,2.5)位置观测到清晰的自旋激发，具有约5 meV的自旋能隙和显著的面内各向异性色散——沿横向的带边软化揭示了竞争性交换相互作用。激发表现出双层周期性的面外调制，直接证实了反铁磁层间耦合。基于线性自旋波理论，实验色散可用包含强层间交换与竞争面内耦合的双层海森伯哈密顿量精确描述，磁结构为条纹型有序。将谱强度归一化为绝对单位后发现，尽管自旋波带宽仅为铜氧化物的25%，但在可比能量下局域动态磁化率显著增强，总涨落磁矩与铜氧化物相当。这些结果揭示了源自强电子关联的中能自旋激发是该体系的本质特征，构建了与铜氧化物截然不同的磁性框架，为理解该体系中超导的配对机制提供了直接依据。

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