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该研究通过动量分辨与偏振分辨共振非弹性X射线散射（RIXS）测量，系统比较了未掺杂超导无限层镍酸盐PrNiO₂与绝缘铜酸盐CaCuO₂的自旋和轨道激发特性。结果显示，PrNiO₂的面内磁交换积分（约46 meV）明显小于CaCuO₂（约82 meV），而面外交换积分相近（约6-7 meV），表明两种材料均支持三维反铁磁有序，且自旋-自旋关联的三维性类似。轨道激发（3d态内跃迁）在单离子模型下吻合良好，但Ni-dxy峰的能量显著低于Cu-dxy，且色散方向相反——镍酸盐中呈现最近邻轨道超交换耦合驱动的轨道激发传播，而铜酸盐则为次近邻耦合主导。尽管两者电荷转移能差异显著（镍酸盐更大），但自旋与轨道激发特性总体上高度相似，仅在Ni-dxy峰能量和色散上表现出关键区别，这归因于轨道超交换耦合机制的不同。该工作揭示了无限层镍酸盐与铜酸盐在磁性和轨道动力学上的核心共性，同时指出镍酸盐中自旋涨落能量更小、掺杂电荷在金属位点上的局域化更强。

该工作利用共振非弹性X射线散射（RIXS）系统研究了外延应变从约-2%至+1.9%的La₃Ni₂O₇（LNO）薄膜的电子和自旋激发。在呈现常压超导（起始转变温度>40 K）的压缩应变LNO/SrLaAlO₄薄膜中，观察到与块材LNO相似的dd激发和自旋动力学，但自旋激发带宽增大约10 meV，表明层间反铁磁交换作用Jz增强；而拉伸应变的LNO/SrTiO₃薄膜则表现出自旋激发和Ni 3dz²相关dd激发的显著抑制。这一演化反映了应变对Ni 3dz²-O 2pz杂化和层间距离的调控，进而影响层间磁耦合强度。结果表明，外延应变能有效调制双层镍酸盐的层间反铁磁超交换作用，且增强的Jz与常压超导的出现密切相关，支持层间磁交换作用促进层间配对的理论图像。

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通过非弹性中子散射研究了稀土Pr和Nd掺杂的双层镍酸盐La₂LnNi₂O₇₋δ（Ln=La, Pr, Nd）粉末在常压下的自旋涨落。在未掺杂的La₃Ni₂O₇₋δ中观测到的45 meV平坦自旋涨落模式，在掺杂后分裂为43和48 meV两个模式，并在约60 meV处出现另一弱模式。其中La₂NdNi₂O₇₋δ的自旋涨落强度显著高于La₃Ni₂O₇₋δ和La₂PrNi₂O₇₋δ。这些结果与基于条纹型反铁磁海森堡模型的描述一致，表明稀土掺杂增强了层间磁耦合，层间交换耦合SJ⊥从约60 meV提升至69–73 meV，层内耦合保持较弱（≤3.5 meV）。这种增强可能解释了稀土掺杂后超导转变温度从80 K升至接近100 K的现象。该工作揭示了稀土掺杂对双层镍酸盐自旋动力学和超导配对的调控作用。

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