中国科学院物理研究所通过在超薄LaNiO3层中诱导出非平衡氧八面体旋转模式成功提高金属性导电性和面内轨道极化度，从而推动了钙钛矿稀土镍氧化物（ReNiO₃）的研究进展。此过程中氧八面体旋转模式的不同影响了Ni-3d轨道和 O-2p轨道间的杂化程度，显著改变了材料的电子结构和输运性质。此外，这一成果也为调控钙钛矿氧化物中的轨道-晶格关联提供了新思路。虽然理论上能够在准二维的 LaNiO₃ 中实现大的面内轨道极化，但在实际操作中却难以真正实现这种 LaNiO₃ 的电子态，因为高强度的杂化效应会大幅抑制轨道极化，并且“电死层”效应使得超薄 LaNiO₃ 极端绝缘。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心M03组对此进行了深入的研究和探索。
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中国科学院物理研究所近日通过在超薄LaNiO3层中诱导出非平衡氧八面体旋转模式成功提高金属性导电性和面内轨道极化度，这对于推动了钙钛矿稀土镍氧化物（ReNiO₃）的研究进展具有重要意义。
氧八面体旋转模式的不同影响了Ni-3d轨道和 O-2p轨道间的杂化程度，显著改变了材料的电子结构和输运性质。此外，这一成果也为调控钙钛矿氧化物中的轨道-晶格关联提供了新思路。
虽然理论上能够在准二维的 LaNiO₃ 中实现大的面内轨道极化，但在实际操作中却难以真正实现这种 LaNiO₃ 的电子态，因为高强度的杂化效应会大幅抑制轨道极化，并且“电死层”效应使得超薄 LaNiO₃ 极端绝缘。
针对这一问题，中国科学院物理研究所和北京凝聚态物理国家研究中心M03组进行深入研究和探索。他们发现，通过对 LaNiO₃ 层中的 Ni 原子采用一定的掺杂方式，可以有效地调节 Ni-3d 轨道和 O-2p 轨道之间的杂化程度，从而实现较大的面内轨道极化度。
这种方法的优点是，可以有效减小高强度杂化对轨道极化的抑制作用，同时也能有效地调控 LaNiO₃ 电子态，使得这种超薄 LaNiO₃ 更加接近理论上的面内轨道极化状态。
这一研究成果对于理解和控制钙钛矿氧化物的电学性质具有重要的意义。未来，通过进一步研究这种新型的超薄 LaNiO₃ 材料，有望推动钙钛矿电池和其他相关应用领域的发展。
总的来说，中国科学院物理研究所和北京凝聚态物理国家研究中心M03 组的成功研究为我们揭示了调控钙钛矿氧化物电子态的新途径，为发展新型的钙钛矿材料开辟了新的道路。这项研究成果不仅对理解钙钛矿的电学性质有重大意义，而且还有望在未来推动相关领域的技术创新和发展。