Spin correlations in La₃Ni₂O₇ thin films

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。

spin density wave

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spin density wave ordering

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spin density waves

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spin excitations

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spin fluctuation

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spin fluctuations

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Spin Fluctuations in the Rare-Earth Doped Bilayer Nickelates

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。

spin gap

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Spin-charge-orbital order in nickelate superconductors

Spin-charge-orbital order in nickelate superconductors