oxygen isotope effect

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oxygen stoichiometry

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oxygen vacancies

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Oxygen-isotope effect on density wave transitions in La₃Ni₂O₇

本研究通过氧同位素替换(¹⁶O→¹⁸O),利用电阻率和μ子自旋旋转(μSR)实验,系统探索了双层Ruddlesden-Popper镍酸盐La₃Ni₂O₇中电荷密度波(CDW)和自旋密度波(SDW)转变的同位素效应。电阻率测量显示,CDW转变温度在¹⁸O取代后显著升高约6 K,而μSR结果则表明SDW转变温度在实验误差范围内不受影响。拉曼光谱证实了同位素替换的有效性及晶格声子模的软化。这一对比鲜明的同位素响应表明,晶格振动(即电子-声子耦合)在CDW序的形成中扮演重要角色,而SDW序主要源于电子相互作用。研究结果揭示了两种密度波序的不同微观起源,并提示电子-声子耦合可能对Ruddlesden-Popper镍酸盐的超导配对机制具有潜在关联,为理论模型提供了关键约束。

oxygen-isotope substitution

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Ozone annealing

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pairing correlation

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pairing mechanism

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Pairing mechanism and superconductivity in 1313 phase La₃Ni₂O₇

通过密度泛函理论结合动力学平均场理论(DFT+DMFT)和随机相位近似(RPA)系统研究了1313相La₃Ni₂O₇的电子结构和超导机制。DMFT计算表明,单层子系统呈近绝缘态,其中d_{z²}轨道表现出莫特物理,而三层子系统保持金属性,超导主要源于后者,且其Ni-e_g轨道相对于块体La₄Ni₃O₁₀处于空穴掺杂状态。基于DMFT导出的低能有效哈密顿量,RPA分析给出三层子系统内为s^{±}波配对对称性。与块体La₄Ni₃O₁₀相比,1313相超导转变温度显著降低的原因有两个:一是空穴掺杂减弱了配对强度;二是单层子系统作为弱连接层,将相邻的三层超导层构成S-N-S约瑟夫森结,抑制了层间相位相干,从而进一步降低全局转变温度。综合结果表明,RP相La₃Ni₂O₇家族中的高温超导应归属于2222相而非1313相。

Pairing mechanism and superconductivity in pressurized La₅Ni₃O₁₁

通过密度泛函理论(DFT)和随机相位近似(RPA)计算,该研究系统分析了高压下La₅Ni₃O₁₁的电子性质与超导机制。DFT能带结构显示,这种交替堆叠双层和单层NiO₂面的材料存在两组近乎解耦的子能带,分别来自双层子系统和单层子系统。RPA分析表明,超导配对主要发生在双层子系统内,并呈现与加压La₃Ni₂O₇类似的s±波配对对称性;而单层子系统主要通过极弱的层间约瑟夫森耦合(IJC)作为桥梁,连接相邻双层以实现沿c轴的相位相干。在低压下,压力增强使IJC显著提升,从而抬升体态超导转变温度(Tc);当压力足够高时,γ-pocket的态密度降低导致Tc逐渐下降。这一机制自然解释了实验中观测到的穹顶状Tc-压力依赖关系,并揭示了混合相与纯相镍酸盐超导体不同的压力响应。