Layer Architecture Shapes Electronic, Magnetic, and Lattice Interactions in Ruddlesden-Popper Nickelates
利用Ni L3边和O K边共振非弹性X射线散射(RIXS)对La3Ni2O7的两种多形体——交替单层-三层结构LNO-1313与双层结构LNO-2222——以及三层化合物La4Ni3O10进行了系统比较。研究发现,LNO-1313与La4Ni3O10的电子、磁性和晶格激发高度相似,而双层LNO-2222表现出明显不同的特征。与LNO-2222相比,LNO-1313和La4Ni3O10具有更弱的轨道极化、增强的3d8L(配体空穴)特性、较小的面外磁交换尺度以及更强的电子-声子耦合。在有效局域矩框架下,强反铁磁层间耦合产生的自旋激发可由纠缠二聚体图像自然描述,其优势在层间耦合超过层内相互作用的双层LNO-2222中最明显。这些结果为层状镍酸盐中与超导相关的低能物理理论模型提供了关键实验约束。