Charge distribution and magnetism in bilayer <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>La</mml:mi> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi>Ni</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi> <mml:mn>7</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> : A hybrid functional study
Notice bibliographique
Résumé
An accurate understanding of the ground state electronic properties of ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$, a high-temperature superconductor under pressure, is key for unveiling the origin of its superconductivity. In this paper, we conduct a theoretical study of the electronic structure of the bilayer polymorph of ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ using the hybrid functional approach, which is well suited to tackle the nonlocal correlation effects arising in this system from the molecular orbital splitting of the Ni $3{d}_{3{z}^{2}\ensuremath{-}{r}^{2}}$ states inside Ni-Ni dimers. Our calculations reveal that bilayer ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ is a strongly correlated magnetic system with robust Ni spin moments. Spin moments on individual Ni sites take on unusually small values because of the electron delocalization over molecular orbitals involving multiple Ni and O sites. We further find that the magnetism of bilayer ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ is intimately linked with charge distribution between different Ni and O orbitals. Two distinct regimes are identified in this regard. In one, molecular orbital physics drives the Ni $3{d}_{{x}^{2}\ensuremath{-}{y}^{2}}$ band towards half-filling, which is a well-established condition for unconventional high-temperature superconductivity upon hole doping in cuprates. In the other, the Ni $3{d}_{{x}^{2}\ensuremath{-}{y}^{2}}$ band is quarter-filled favoring spin- and charge-density wave states and Ni-O bond-disproportionation, which is consistent with several recent experimental claims. It is possible that superconductivity in ${\mathrm{La}}_{3}{\mathrm{Ni}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ occurs as a result of a pressure-induced transition between these two competing regimes. Since none of the low energy phases discovered in this study are metallic, nonstoichiometry would be required for superconductivity to occur.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».