Airy-function electron localization in the oxide superlattices
氧化物超晶格和微结构有望创造出具有前所未有功能的新型器件。最近制造的晶格匹配的钙钛矿钛酸盐（SrTiO 3）n/（LaTiO 3）m的超晶格的密度泛函研究揭示了一个经典的楔形电位起源于一个带电的La原子片的库仑电位。电势反过来限制了薄片附近的电子，导致电子态的Airy函数局部化。磁性被抑制的结构与一个单一的LaTiO 3单层，而体反铁磁性恢复在结构与较厚的LaTiO 3，与一个狭窄的过渡区分离的磁性LaTiO 3和非磁性SrTiO 3。
2004-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nano-engineering of electron correlation in oxide superlattices
近年来，氧化物异质结构和超晶格由于其界面处丰富的奇异性质而引起了人们的极大关注。我们专注于可调相关氧化物的潜力，通过调查的原型相关金属SrVO 3的光谱功能，使用软X射线吸收光谱（XAS）和共振非弹性软X射线散射（RIXS）访问未占用和占用的电子状态，分别。我们证明了一个显着的水平的可调谐性SrVO 3的光谱功能的SrVO 3/SrTiO 3超晶格内通过改变其厚度，显示电子相关的影响，可以从主导的能谱调整在一个强相关的莫特-哈伯德绝缘体，对相关的金属。我们表明，SrVO 3的相关性能的维数的影响增强层间耦合，产生一个高度灵活的相关氧化物，可以很容易地与其他氧化物系统结婚。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermopower enhancement by fractional layer control in 2D oxide superlattices
我们研究了过渡金属氧化物异质结构的二维热电性质。特别是，我们采用了一种前所未有的方法，使用分数δ掺杂的氧化物超晶格直接调节2D载流子密度。通过人为控制LaxSr 1-xTiO 3 δ掺杂层中出现的2D电子气中的载流子密度，我们证明可以达到408 μV K-1的热电势。这种方法还产生了117 μWcm-1 K-2的二维载流子的功率因数，这是过渡金属氧化物基材料的最大报道值之一。这一结果归因于二维体系的各向异性能带结构，表明δ掺杂氧化物超晶格是一种很好的新型热电材料。
2014-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrical Properties and Subband Occupancy at the (La,Sr)(Al,Ta)O$_3$/SrTiO$_3$ Interface
氧化物界面的准二维电子气（q-2DEG）为研究强关联电子系统中的量子现象提供了一个平台。本文研究了高迁移率（La $_{0.3}$ Sr $_{0.7}$）（Al $_{0.65}$ Ta $_{0.35}$）O $_{0.3}$ /SrTiO $_{0.3}$（LSAT/STO）界面的输运性质。在氧气退火之前，生长界面表现出两个子带的高电子密度和电子占有率：高迁移率电子（$μ_1\approx{10^4}$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$ at 2 K）占据较低能量的$3d_{xy}$子带，而低迁移率电子（$μ_1\approx{10^3}$ cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$ at 2 K）在较高能量的$3d_{xz/yz}$主导的子带中传播。通过在氧气中退火去除氧空位后，只有单一类型的3dxy电子保留在退火界面处，在2 K和$0.7m_e$的有效质量下显示出低于9 T的可调谐Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。相比之下，没有观察到振荡生长的界面，即使当电子迁移率增加到$50,000$ cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的门控电压。我们的研究结果揭示了载流子迁移率和子带占有率在调节氧化物界面量子输运中的重要作用。
2017-06-29 cond-mat.str-el
Anomalous exchange coupling in transition-metal-oxide based superlattices with antiferromagnetic spacer layers
在垂直磁各向异性的SrMnO 3/SrRuO 3超晶格中，矫顽场（HC）和磁场依赖的电阻率（MR）之间存在直接相关性。对于面内电流和面外磁场，磁阻在Hc处显示出急剧的跳跃。HC和高场MR也振荡的SrMnO 3间隔层的厚度分离的金属铼。由于在这些超晶格中的间隔没有移动载流子，以促进振荡耦合，我们将观察到的行为归因于自旋极化的量子隧穿的铁磁层和反铁磁有序的SrMnO 3的t2 g自旋之间的电子。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractionally delta-doped oxide superlattices for higher carrier mobilities
氧化物异质结构中的二维电子气系统是新现象的重要场所。在这里，我们表明，通过使用分数δ掺杂来控制界面的LaxSr 1-xTiO 3/SrTiO 3人工氧化物超晶格的组成，填充控制的二维绝缘体-金属转变可以实现。d-电子带填充的原子尺度控制，这反过来又有助于调整的有效质量和密度的载流子，被发现是一个迷人的路线，大大提高载流子迁移率。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum many-body interactions in digital oxide superlattices
控制界面的电子性质具有巨大的科学和技术意义，并且最近已经从半导体扩展到复合氧化物，复合氧化物具有母体材料中不存在的涌现基态。这些氧化物界面提供了一个全新的机会，取代传统的带隙工程，可以通过工程量子多体相互作用来优化电子和磁性。我们利用集成氧化物分子束外延和角分辨光电子能谱系统合成并研究了莫特绝缘体LaMnO 3和能带绝缘体SrMnO 3超晶格的电子结构。通过数字化改变（LaMnO 3）2 n/（SrMnO 3）n超晶格中的原子层精度的界面之间的分离，我们证明了量子多体相互作用的增强，驱动电子状态从铁磁极化金属的赝隙绝缘基态。这项工作展示了如何在相关的氧化物界面上设计多体相互作用，这是在新型电子产品中利用这种效应的重要先决条件。
2013-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Backfolded acoustic phonons in metal-oxide superlattices
本文报道了高温超导体$ _{2} $、O $ _{7-δ} $和各种钙钛矿锰氧化物薄膜超晶格的喇曼光谱中的低频模的观测结果。我们的研究表明，这些模式是由于超晶格引入的额外周期性的声学声子的回折。这种模式以前只在超纯半导体超晶格中观察到。它们可以用来确定超晶格的双层厚度及其声速。此外，我们使用拉曼显微镜的空间分辨率来映射整个样品的膜厚不均匀性，使这些模式成为表征薄膜超晶格的有用工具。
2019-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Engineering Correlation Effects via Artificially Designed Oxide Superlattices
用从头计算方法预测了由LaTiO 3和LaNiO 3层沿[001]方向交替排列组成的超晶格是S=1的Mott绝缘体，其Ni位上的磁矩大，Ti位上的磁矩可以忽略，Ni d和Ti d态之间的能量差决定了电荷转移能隙，这与传统的莫特绝缘体不同.通过填充氧的p态和减小Ni-O-Ni键角，增强了Ni位上的关联效应。小空穴（电子）掺杂的超晶格导致一个二维的单带的情况与空穴（电子）驻留在Ni的dx 2-y2（Ti dxy）轨道和耦合到反铁磁相关的自旋在NiO 2层。
2013-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the anomalous mass renormalization in metallic quantum well states of correlated oxide SrVO$_3$
本文通过原位ARPES研究SrVO₃超薄膜量子阱态，发现子带质量增强异常源于轨道选择性量子化导致的V 3d态准一维特性。
2015-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensionality Control of Electronic Phase Transitions in Nickel-Oxide Superlattices
在具有强关联电子的材料中，集体量子相之间的竞争敏感地依赖于电子系统的维数，这难以通过标准固态化学来控制。我们已经制造了超晶格的顺磁性金属LaNiO3和宽禁带绝缘体LaAlO3原子精确的层序列。使用光学椭圆偏振和低能量μ子自旋旋转，超晶格与LaNiO3薄的两个单元电池示出经历一系列的集体金属绝缘体和反铁磁转变作为降低温度的函数，而样品与较厚的LaNiO3层保持金属和顺磁性在所有温度下。因此，金属氧化物超晶格允许控制相关电子系统的维度和集体相行为。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
One-dimensional Kronig-Penney superlattices at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
电子与周期性晶格势相互作用的范例是固态物理的核心。半导体异质结构和超冷中性原子晶格捕获了一维电子系统的许多基本性质。然而，由于所涉及的固有的小长度尺度，在固态下制造完全一维的超晶格是非常具有挑战性的。导电原子力显微镜（c-AFM）光刻技术最近被证明可以产生具有高度量子化电导和强吸引力的电子-电子相互作用的弹道少模电子波导。在这里，我们表明，人工Kronig-Penney超晶格势可以施加在这样的波导，引入一个新的超晶格间距，可以媲美电子之间的平均间距。所施加的超晶格势将电子子带“断裂”成具有磁可调分数电导（以$e^2/h$为单位）的新子带的流形。最低的$G=2e^2/h$平台，与自旋单重态电子对的弹道输运相关，在探测到的最高磁场（$|B|=16$ T）下对去配对是稳定的。该系统的一维模型表明，超晶格中的工程自旋轨道相互作用有助于在设备中观察到的增强配对。这些发现代表了设计具有涌现特性的新量子材料家族的能力的重要进步，并标志着固态1D量子模拟平台发展的里程碑。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition and Jeff = 1/2 Spin-Orbit Insulating State in Rutile-based IrO2/TiO2 Superlattices
通过结合5d过渡金属氧化物显示出明显的自旋轨道相互作用和氧化物基异质结构，我们提出了金红石型IrO 2/TiO 2超晶格作为非常规电子性能的有前途的候选人。通过密度泛函理论模拟与Hubbard修正补充，我们专注于作为IrO 2层厚度的函数的电子结构的演变，并预测异质结构表现出厚度控制的金属到绝缘体的过渡，至关重要的是IrO 6八面体之间的连接。电子相关性和自旋轨道耦合之间的微妙的相互作用，导致一个几乎纯杰夫= 1/2自旋轨道绝缘状态的原子薄的IrO 2单层与几乎孤立的IrO 6八面体的水平，导致一个预测的新兴国家等待实验证实。
2017-02-14 cond-mat.str-el
Relaxor characteristics at the interfaces of [NdMnO3/SrMnO3/LaMnO3] superlattices
本文研究了由三种不同的反铁磁绝缘体[NdMnO_3/SrMnO_3/LaMnO_3]组成的反转对称性破缺的过渡金属氧化物超晶格的磁性。在这里研究的超晶格中，我们确定了一个弛豫，玻璃样行为低于自旋玻璃温度，T= 36 K的出现。我们的研究结果提供了可能性，研究和利用磁亚稳器件限制在纳米尺度的界面。
2010-10-25 cond-mat.str-el
Quantum well structure of a double perovskite superlattice and formation of a spin-polarized two-dimensional electron gas
层状氧化物异质结构是一种新的途径，以定制所需的电子和磁相出现的竞争相互作用，涉及强相关，轨道跳跃，隧道效应和晶格耦合现象。在这里，我们提出了一个半金属/绝缘体超晶格，本质上形成自旋极化的二维电子气（2DEG）的机制非常不同，从广泛报道的2DEG在单一的钙钛矿极性界面。通过对Sr $_2$ FeMoO $_6$ /La $_2$ CoMnO $_6$（001）超晶格的密度泛函$+U$研究，我们发现在[001]方向上产生了一个周期性量子阱，它打破了$t_{2g}$的三重简并，将双简并$xz$和$yz$态与平面$xy$态分开.在自旋下降通道中，量子限制和强关联的双重效应使简并态局域化，而色散的$xy$态形成了对超晶格对称性的扰动具有鲁棒性的2DEG。上旋沟道保持体绝缘。自旋极化和轨道极化使超晶格成为自旋电子学和轨道电子学应用的理想材料。所提出的2DEG机制拓宽了下一代氧化物异质结构的制造范围。
2018-10-01 cond-mat.str-el
Reconciling monolayer and bilayer $J_{\rm eff} = 1/2$ square lattices in hybrid oxide superlattice
限制在二维结构中的原子层的数量对电子和磁性至关重要。单层和双层$J_{\rm eff} = 1/2$正方形晶格是众所周知的例子，其中额外层的存在将XY各向异性转变为$c$轴各向异性。我们报告的混合SrIrO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格，集成单层和双层正方形晶格在一个分层结构的实验实现。通过同步加速器X射线衍射，共振X射线磁散射，磁化强度和电阻率测量，我们发现，混合超晶格表现出的性能是不同的单层和双层系统，不能解释一个简单的除了他们。特别是，整个混合超晶格订单同时通过一个单一的反铁磁过渡的温度类似的双层系统，但所有的$J_{\rm eff} = 1/2$时刻主要指向$ab$ -平面类似的单层系统。结果表明，在混合超晶格结构中使具有正交性质的单层和双层彼此接近是稳定在均匀结构中无法获得的独特状态的有力方法。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Design of altermagnetism in oxide superlattices exploiting interface effects and quantum confinement
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）
本研究通过密度泛函理论计算，利用界面效应和量子限域，在氧化物超晶格中设计出兼具金属性的d波反铁磁序，为反铁磁序的自旋电子学应用提供了新平台。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resolving interfacial charge transfer in titanate superlattices using resonant X-ray reflectometry
氧化物异质结构中的电荷转移可以被调节以促进出现界面态，因此，近年来一直是研究的热点。然而，在这些界面，这往往是深埋在样品表面下的物理访问，仍然是困难的。解决这一挑战需要能够测量具有高分辨率深度依赖性的局部电子结构的技术。在这里，我们已经使用线性偏振共振X射线反射法（RXR）作为一种手段，以原子层精度可视化氧化物超晶格中的电荷转移。从我们的RXR测量，我们提取SmTiO $_3$（SmTO）/SrTiO $_3$（STO）异质结构的价深度分布与STO量子阱的厚度从5 SrO平面下降到一个单一的，原子薄的SrO平面。在极性-非极性SmTO/STO界面处，静电不连续性导致大约一半的电子从界面SmO层转移到相邻的STO量子阱中。我们观察到这种电荷转移作为抑制的t $_{2g}$的吸收峰，最大限度地减少在这些能量与相邻的SmTO层的对比度，并导致在反射率数据中的超晶格峰的明显缺乏。我们的研究结果表明，在原子尺度上的电子重建的RXR的灵敏度，并建立RXR作为一个强大的手段，在掩埋氧化物界面的电荷转移特性。
2018-06-14 cond-mat.str-el
Localized vs. delocalized character of charge carriers in LaAlO3/ SrTiO3 superlattices
理解氧化物层间的导电性、超导性和磁性的本质对于设计采用氧化物异质结构的电子器件具有极其重要的意义。我们证明了共振非弹性X射线散射可以直接探测氧化物异质结构中的载流子。我们的研究外延生长的LaAlO 3/SrTiO 3超晶格明确揭示了本地化和离域Ti 3d载流子的存在。这两种载流子是由界面处的极性不连续引起的氧空位和电子转移引起的。这一结果可以解释报道的理论计算和实验测量的载流子密度值之间的差异LaAlO 3/SrTiO 3异质结构。
2010-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering the Magnetic Transition Temperatures and the Rare Earth Exchange Interaction in Oxide Heterostructures
该研究通过原子级调控双钙钛矿 RE₂NiMnO₆ 超晶格周期，实现居里温度收敛与单一磁转变，并发现界面增强 Nd-Ni/Mn 交换及场致磁矩反转。
2024-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering spin-orbital magnetic insulator by tailoring superlattices
复杂铱氧化物中自旋轨道耦合和电子关联的新相互作用最近成为关联电子物理的新范式。由于~0.5 eV的大自旋轨道耦合（与转移能t相当）以及晶场分裂$Δ$和库仑U，在一个狭窄的材料相空间中出现了磁性绝缘体、带绝缘体、半金属和金属等多种基态。利用这种微妙的竞争的基态，我们成功地定制了半金属SrIrO $_3$的自旋轨道磁绝缘体通过控制维度使用超晶格[（SrIrO $_3$）$_m$，SrTiO $_3$ ]，并显示磁有序触发过渡到磁绝缘体。这些结果可以用第一性原理计算很好地描述。这项研究是一个重要的一步，设计和实现复杂的Ir氧化物具有很强的自旋轨道耦合的拓扑相。
2014-01-06 cond-mat.str-el
Charge transfer and competing symmetry breaking drive orbital reconstruction and emergent ferromagnetism in insulating oxide superlattices
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本文研究NdNiO₃与NdMnO₃超晶格，发现界面电荷转移与对称性破缺驱动轨道重构，产生室温铁磁绝缘态，为自旋电子学应用提供了新途径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial growth of (111)-oriented LaAlO$_3$/LaNiO$_3$ ultra-thin superlattices
在极性（111）表面上由复合氧化物材料组成的单层或超晶格结构的外延稳定性受到界面处的重构的严重负担，这通常是为了中和极性而出现的。我们报道了高质量的LaNiO $_3$ /mLaAlO $_3$赝立方（111）超晶格的合成，该超晶格是在极性（111）取向的LaAlO $_3$上的，所提出的复合氧化物候选物用于拓扑绝缘行为。全面的X射线衍射测量、RHEED和元素特定共振X射线吸收光谱证实了它们的高结构和化学质量。该研究为制备界面和拓扑控制的（111）取向超晶格提供了一个机会。
2012-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Improving 2D-ness to enhance thermopower in oxide superlattices
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Inha University（延世大学）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Jiangsu University（江苏大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Hokkaido University（北海道大学）
通过改进二维限制，利用EuTiO3平台提升氧化物超晶格的热电功率，优化了Ti 3d态的限制和Eu 4f态的影响。
2025-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hofstadter subband ferromagnetism and symmetry broken Chern insulators in twisted bilayer graphene
在双层石墨烯旋转故障θ =1.1度，层间隧穿和旋转错位合谋创建一对低能量平带，已被发现主机在部分填充各种相关的现象。迄今为止，大多数工作集中在零磁场相图上，其中磁场（B）用作B=0能带结构的探针。在这里，我们表明，扭曲的双层石墨烯（tBLG）在低至2 T的B主机的铁磁陈绝缘体与陈数|C| = 1，2和3的级联。我们认为，陈省身绝缘体的出现是驱动的相互作用的莫尔超晶格与B，这赋予平坦带的子结构的拓扑非平凡的子带特征的霍夫施塔特蝴蝶。新的相位可以用斯通纳图来解释，在斯通纳图中，交换相互作用有利于极化成一种或多种自旋和谷-同位旋的味道;然而，与传统的量子霍尔铁磁体相反，电子会极化成一个到四个陈数C=-1的单一霍夫施塔特子带的副本。特别是在C= \pm 3绝缘体的情况下，B催化从自旋和谷非极化的B=0状态到铁磁状态的一级相变。不同于其他莫尔异质结构，tBLG实现了霍夫斯塔德问题的强晶格极限，并拥有与全带宽W相当的库仑相互作用，因此比单个霍夫斯塔德子带的宽度强得多。在我们的实验数据中，库仑相互作用的主导地位，体现通过陈绝缘状态的外观与自发破缺超晶格对称性在半填充的C=-2的子带。我们的实验表明，tBLG可能是一个理想的场所，探讨强相互作用限制部分填充的Hofstadter带。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of ferroelectric layers on the magnetocapacitance properties of superlattices-based oxide multiferroics
采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$衬底上制备了一系列由铁磁La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_3$（LCMO）和铁电/顺电Ba $_{1-x}$ Sr $_x$ TiO $_3$（0 $\leq $ x $\leq $ 1）组成的超晶格.获得由具有均匀尺寸的球形丘构成的外延性质的膜。膜的磁输运性质揭示了在145-158 K范围内的铁磁居里温度和高达30%的负磁阻，这取决于用于其生长的铁电层的类型（\QTR{it}{i.e.}的\QTR{it}{x'}值）。还观察到在55 K至105 K的温度范围内的铁电性，这取决于钡含量。更重要的是，膜的多铁性由负磁电容的出现决定，发现其在铁电转变温度附近最大（每\QTR{it}{tesla} 3%）。这些结果是理解的基础上的铁电/顺电层和应变诱导的多重铁性的作用。
2005-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Confinement Induced Metal-Insulator Transition in Strongly Correlated Quantum Wells of SrVO$_3$ Superlattice
采用动力学平均场论（DMFT）和密度泛函理论（DFT+DMFT）研究了强关联$3d$电子在量子限制下的金属-绝缘体跃迁（MIT）.我们揭示了新的光的微观机制的MIT和先前报道的异常子带质量增强，这两者都出现作为一个直接后果的V $xz(yz)$状态的量化SrVO $_3$层。因此，我们表明，量子限制可以灵敏地调整电子相关的强度，从而将这种方法应用于其他相关材料。
2020-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic and Electronic Structures of Correlated SrRuO3/SrTiO3 Superlattices
钙钛矿氧化物超晶格的原子级精密外延为控制相关电子结构提供了独特的机会，激活了有效的控制旋钮，以实现有趣的功能，包括电磁，热电和电催化行为。在这项研究中，我们研究了原子级精密外延合成的相关超晶格的原子和电子结构之间的密切相互作用。特别是，我们采用相关的磁性SrRuO 3（SRO）和量子顺电SrTiO 3（STO）层组成的超晶格。在这些超晶格中，RuO 6八面体畸变根据STO层的厚度被系统地控制在167至175度，也影响STO层内的TiO 6八面体畸变。定制的SRO/STO超晶格内的八面体畸变反过来修改了Ti和Ru化合物的电子结构，通过X射线吸收光谱观察到。我们的研究结果确定了原子晶格和电子结构之间的密切相关性，使原子尺度外延，这将是有用的设计未来的相关氧化物器件的轻便可控性。
2023-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomistic Engineering of Phonons in Functional Oxide Heterostructures
声子工程，即，晶体中的集体晶格振动对于操纵材料的物理性质如热输运、电子-声子相互作用、晶格振动的限制和光学偏振是必不可少的。声子工程的大多数方法在很大程度上限于典型半导体的高质量异质结构。然而，人工工程的声子在各种材料的功能特性，如复杂的氧化物，将产生前所未有的应用相干可调声子在未来的量子声学器件。在这项研究中，我们展示了人工工程的声子在原子级SrRuO 3/SrTiO 3超晶格，其中可调谐的声子模式，通过共焦拉曼光谱观察。特别地，相干超晶格导致声学声子色散的回折，导致太赫兹频域中的带折叠声学声子。我们可以通过原子尺度的精确厚度控制进一步微调频率从1到2 THz。此外，我们观察到一个极性光学声子起源于人工氧化物超晶格中的局部反转对称性破缺，表现出涌现功能。我们的方法的原子级异质结构的复杂氧化物将大大扩展材料系统的量子声学器件，特别是与功能集成的可行性。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge and orbital ordering in Fe and Mn perovskite oxides far from half- doping by resonant x- ray scattering
在空穴掺杂的钙钛矿氧化物中，在金属到绝缘体转变处超晶格周期性的出现响应于局部原子结构以及电子和自旋密度分布的重排。最初，基于棋盘式原子分布的离子模型用于描述半掺杂锰氧化物中产生的低温电荷和轨道有序（COO）相。在过去的几年里，共振X射线散射（RXS）能力的开发已经表明需要重新审视这些概念并改进图片。然而，我们已经意识到，COO是一种比预期更常见的现象，可以在各种掺杂水平下观察到。本文比较了最近用RXS对La_（0.4）Sr_（1.6）MnO_4（x=0.60）和La（Pr）_（1/3）Sr_（2/3）FeO_3（x=0.67）的实验数据。第一个示出了与在x=0.5的样品中发现的COO相类似的COO相，但是角峰位置与T的关系表示超晶格反射的不可分辨性。同时，在所研究的铁氧体中的相称的CO相的分析强调了结构变化的作用，也涉及La（Sr）和O原子。
2009-10-30 cond-mat.str-el
Long-range transfer of electron-phonon coupling in oxide superlattices
电子-声子相互作用对固体的电学和热学性质至关重要，它对超导性、巨磁阻和相关电子材料中的其他多体现象的影响是目前研究的热点。然而，价电子和晶格离子之间的相互作用的非局部性质，通常由过多的振动模式复合，提出了艰巨的挑战，试图实验控制和理论上描述的复杂材料的物理性质。在这里，我们报告的高温超导体$\bf YBa_2 Cu_3 O_7$和磁电阻化合物$\bf La_{2/3}Ca_{1/3}MnO_{3}$的超晶格的晶格动力学的拉曼散射研究，提出了一个新的方法来解决这个问题。我们发现，旋转模式的MnO $_6$八面体在$\bf La_{2/3}Ca_{1/3}MnO_{3}$经验明显的超导诱导的线形异常，其规模与$\bf YBa_2 Cu_3 O_7$层的厚度在一个非常长的范围内的几十纳米的线性。超晶格层之间的电子-声子耦合的转移可以理解为长程库仑力与界面处的轨道重构相结合的结果。因此，超晶格的几何形状提供了新的机会，在复杂的材料中的电子-声子相互作用的控制修改。
2012-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unveiling a two-dimensional electron gas with universal subbands at the surface of SrTiO3
与作为传统电子学基础的硅类似，钛酸锶（SrTiO 3）是新兴氧化物电子学领域的基石。SrTiO 3是在氧化物界面处产生电子物质的奇异二维（2D）相的优选模板，表现出金属-绝缘体转变、超导性或大的负磁阻。然而，这些二维电子气（2DEG）的电子结构的物理性质仍然难以捉摸，尽管它的确定对于理解它们的显着特性至关重要。在这里，我们表明，使用角分辨光电子能谱（ARPES），有一个高度金属通用的2DEG在真空劈裂表面的SrTiO 3，独立的体载流子密度超过七十年，包括未掺杂的绝缘材料。这种二维电子气被限制在约5个晶胞的区域内，其面载流子密度为约0.35个电子/a^2（a是立方晶格参数）。我们揭示了一个显着的电子结构组成的多个子带的重和轻电子。该2DEG与基于SrTiO 3的异质结构和场效应晶体管中报道的那些的相似性表明，在SrTiO 3的表面处的不同形式的电子限制导致基本上相同的2DEG。我们的发现提供了一个模型系统的SrTiO 3基器件的电子结构的研究，和一个新的路线，以产生2DEGs在过渡金属氧化物的表面。
2010-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Emergent properties hidden in plane view: Strong electronic correlations at oxide interfaces
在物质中发现新的集体电子态是凝聚态物理的基本目标之一。由过渡金属氧化物形成的原子级超晶格是新物理学特别有吸引力的狩猎场。在块状形式下，过渡金属氧化物表现出一系列显著的磁性，超导性和多铁性相，这些相具有极大的科学兴趣，并且可能能够提供创新的能源，安全，电子和医疗技术平台。在超晶格中，新的状态可能出现在不同材料相遇的界面处。在这里，我们用一些选定的例子说明了使过渡金属氧化物基异质结构成为新兴特性的吸引人的发现平台的基本特征，展示了电荷如何重新分布，磁性和轨道极化产生，铁电有序从由具有名义上矛盾行为的氧化物组分组成的异质结构中出现，目的是提供对氧化物界面处新行为的产生和控制的洞察，合适的机械、电学或光学边界条件和激励。
2014-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing electronic and magnetic transitions of short periodic nickelate superlattices using synchrotron x-ray
基于过渡金属的氧化物异质结构表现出多种涌现现象，例如二维电子气、超导性、非共线磁相、铁电性、极涡、拓扑霍尔效应等，其在组成体氧化物中不存在。在这种纳米厚材料中对这些性质的微观理解是极具挑战性的。基于同步加速器X射线的技术，例如X射线衍射、X射线吸收光谱（XAS）、共振X射线散射（RXS）、共振非弹性X射线散射（RIXS）、X射线光电发射光谱等，对于阐明晶格、电荷、轨道和自旋自由度对异质结构的响应是必不可少的。稀土镍酸盐（RENiO_3，RE=La，Pr，Nd，Sm，Eu，Lu）基薄膜和异质结构作为复杂行为的典型例子，近年来得到了广泛的研究。关于这些系统的大量文献存在，对于该领域的概述，我们请感兴趣的读者参考最近的评论材料研究年度评论46，305（2016）和物理进展报告81，046501（2018）。在本文中，我们给出了一个简短的评论，集中在使用同步加速器为基础的技术，调查一组特定的EuNiO 3/LaNiO 3超晶格，专门设计来解决一个长期存在的难题的起源同步电子，磁性和结构的RENiO 3系列的转变。
2020-04-07 cond-mat.str-el
Strain Engineering of van Hove Singularity and Coupled Itinerant Ferromagnetism in Quasi-2D Oxide Superlattices
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Jeonbuk National University（全北国立大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Gwangju Institute of Science and Technology (GIST)（光州科学技术院）；Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
本研究通过外延应变工程在准二维SrRuO₃超晶格中实现范霍夫奇点诱导的绝缘体-金属相变与铁磁相变耦合，结合理论与实验验证了应变对电子和磁相的调控作用，为低维关联量子体系的物性调控提供了新平台。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strongly correlated Hofstadter subbands in minimally twisted bilayer graphene
本文在θ=0.41°最小扭转角双层石墨烯中，通过垂直磁场抑制动能并增强库仑交换作用，发现了具有能隙的平Hofstadter子带及其关联绝缘态，为研究强关联Hofstadter谱的相变提供了新平台。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge transfer across transition metal oxide interfaces: emergent conductance and new electronic structure
采用密度泛函理论和动力学平均场论计算方法研究了由钒酸盐和锰氧化物钙钛矿和Ruddlesden-Popper结构材料交替层组成的人工超晶格中的栅内电荷转移。我们发现，钒和锰之间的电负性差异导致适度的电荷转移从VO 2到MnO 2层中的钙钛矿和Ruddlesden-Popper基超晶格，导致空穴掺杂的VO 2层和电子掺杂的MnO 2层。比较钙钛矿和Ruddlesden-Popper基异质结构提供了对顶端氧的作用的见解。我们的第一性原理模拟表明，异质结构提供的内部电荷转移和量子限制的组合是一种强有力的方法来设计过渡金属氧化物的电子结构和定制相关效应。
2015-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic characteristics in superlattices composed of insulators, NdMnO3/SrMnO3/LaMnO3
我们报告的电子性质的超晶格组成的三个不同的反铁磁绝缘体，NdMnO 3/SrMnO 3/LaMnO 3生长在SrTiO 3衬底。通过调节Mn 2 p-> 3d边缘处的X射线能量获得的光电子能谱显示费米截止，表明金属行为主要源自Mn e_g电子。此外，费米能和磁化强度附近的态密度服从类似的温度依赖性，表明这些氧化物的界面处的自旋和电荷自由度之间的相关性。
2011-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of charge modulation in (LaVO3)m(SrVO3)n superlattices on the insulator-metal transition
在[001]取向的SrTiO_3衬底上用脉冲激光沉积法生长了一系列与Mott-Hubbard绝缘体La_（6/7）Sr_（1/7）VO_3具有相同名义组成的外延（LaVO_3）_（6 m）（SrVO_3）_m超晶格，并改变了它们的超晶格周期。当m=1时，获得块状的La 6/7Sr 1/7VO 3的绝缘电阻率;然而，周期性的增加（m>=2）导致金属样品。超晶格周期性与钙钛矿氧化物异质结构中载流子的相干长度的比较被用来理解这些观察结果。填充控制的绝缘体-金属的转变，诱导放置一个单一的掺杂剂层的SrVO 3内的LaVO 3层的不同厚度。
2007-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic interface in non-SrTiO3 based titanate superlattice
报道了用脉冲激光沉积法制备全钙钛矿莫特绝缘体/带绝缘体YTiO 3/CaTiO 3超晶格。原位反射高能电子衍射、X射线衍射和X射线反射率的组合证实了以逐层模式生长的膜的高质量。电输运测量结果表明，在YTiO_3/CaTiO_3界面处形成了非SrTiO_3基二维电子气体系。这些研究提供了另一条路线，在追求复杂的氧化物二维电子气系统，这使得获得更深入的了解异国情调的多体现象在这样的接口。
2015-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic superlattice revealed by resonant scattering from random impurities in Sr3Ru2O7
共振弹性X射线散射（REXS）是一种精细的元素敏感工具，用于研究由价电子驱动的微妙电荷、轨道和自旋超晶格有序，因此在传统的X射线衍射（XRD）中无法检测到。尽管REXS的能力已经通过在软X射线范围内进行的复杂氧化物的许多研究来证明，但是材料特定元素吸收边的截面和光子波长最终限制了人们可以探测的最小超晶格振幅和周期性。在这里，我们显示-与模拟和REXS锰取代的Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$ -这些限制可以通过在适当选择的，稀释的杂质的吸收边缘进行共振散射实验来克服。这表明--与电子自旋共振、核磁共振和穆斯堡尔谱中使用的基于杂质的方法类似--随机分布的杂质可以作为一种非侵入性的、但现在依赖于动量的探针，大大扩展了共振X射线散射技术的适用性。
2013-08-01 cond-mat.str-el
Subband structure of a two-dimensional electron gas formed at the polar surface of the strong spin-orbit perovskite KTaO$_3$
我们证明了在$5d$过渡金属氧化物KTaO $_3$的$(100)$表面形成二维电子气。从角分辨光电子能谱中，我们发现量子限域提升了体能带结构的轨道简并度，并导致了由轻、重载流子的子带态阶梯组成的2DEG。尽管有很强的自旋-轨道耦合，我们的测量提供了一个直接的上限为潜在的Rashba自旋分裂只有$Δ{k}_\parallel\sim\0.02$ $^{-1}$在费米能级。与非极性SrTiO $_3(100)$相比，KTaO $_3(100)$表面的极性性质似乎有助于介导2DEG的形成。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface hole-doping in cuprate-titanate superlattices
用局域自旋密度近似（LSDA+U）方法研究了YBa $_2$ Cu $_3$ O $_6$与SrTiO $_3$界面的电子结构.我们发现金属状态的铜酸盐/钛酸盐异质结的空穴载流子集中在CuO $_2$ -层和第一界面TiO $_2$和SrO平面。这种有效的界面掺杂是由于界面的极性而出现的，这是由第一个不完整的氧化铜晶胞引起的。界面诱导的CuO $_2$ -层的高预掺杂是控制基于铜酸盐/钛酸盐超晶格实现的工程场效应器件的超导性质的关键机制。
2006-12-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting transition at 38 K in insulating-overdoped La2CuO4-La1.64Sr0.36CuO4 superlattices: Evidence for interface electronic redistribution from resonant soft x-ray scattering
我们利用共振软X射线散射（RSXS）对绝缘的La_2CuO_4（LCO）和过掺杂的La_{2-x} Sr_{x} CuO_4（LSCO）超晶格中的空穴分布进行了定量研究。尽管它的非超导成分，这种结构是超导的，T_{c} =38 K。我们发现，导电空穴重新分配电子从LSCO到LCO层。LCO层被发现是最佳掺杂的，这表明它们是超导性的主要驱动因素。我们的研究结果表明RSXS的效用，从氧化物界面的结构效应分离电子。
2009-02-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital order and possible superconductivity in LaNiO3/LaMO3 superlattices
本文从理论上考虑了一种假想的层状氧化物La_2NiMO_6，其中NiO_2和MO_2沿ABO_3钙钛矿晶格的c轴交替排列。这里，M表示三价阳离子Al、Ga、.使得MO_2平面是绝缘的并且抑制c轴电荷转移。我们预测NiO_2平面中的相关电子在降维驱动下发展出平面x^2-y^2轨道级，并进一步得到衬底外延应变的支持。低能电子态可以映射到单带t-t '-J模型，这表明了高T_c超导的有利条件。
2010-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Decoupling carrier concentration and electron-phonon coupling in oxide heterostructures observed with resonant inelastic x-ray scattering
本文报道了用共振非弹性X射线散射方法在$n$ SrIrO $_3$ / $m$ SrTiO $_3$超薄超晶格中观察到的多声子卫星特征。随着$n$和$m$值的变化，能量损失谱显示出声子卫星相对强度的系统演化。使用封闭形式的解决方案的横截面，我们提取的变化，在电子-声子耦合强度作为$n$和$m$的函数。结合到SrTiO $_3$层中的可忽略的载流子掺杂，这些结果表明，电子-声子耦合的调谐可以有效地与掺杂解耦。这项工作展示了一种可行的方法来提取超晶格中的电子-声子耦合，并揭示了一种潜在的路线，用于调整这种耦合，这往往是与超导性的SrTiO $_3$为基础的系统。
2018-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Amplitude Contrast Imaging in High-Resolution Transmission Electron Microscopy of Ferroelectric Superlattice Film
迄今为止，高分辨率电子显微镜在很大程度上依赖于使用出射表面处的出射波函数的相位来形成高分辨率电子显微镜图像。我们首次使用色差校正来实现一种新的成像模式，以实现高分辨率电子显微镜中的振幅衬度成像，使我们能够获得直接可解释的高分辨率电子显微镜图像，区分轻和重原子柱。使用这种成像方法，我们已经成功地可视化的原子结构在BaTiO 3/CaTiO 3超晶格与高空间精度和歧视之间的Ba和Ca列，提供直接可视化的Ca和Ba相关的氧八面体倾斜，控制铁电行为在这些超晶格结构。此外，这种方法提供了新的机会来解开各种材料的结构，特别是基于特定结构排列的具有奇异行为的复杂氧化物。
2014-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré superlattice in a MoSe$_2$/hBN/MoSe$_2$ heterostructure: from coherent coupling of inter- and intra-layer excitons to correlated Mott-like states of electrons
二维材料及其异质结构是研究激子的关联电子态和多体物理的一个很有前途的平台。在这里，我们提出的实验，团结这些迄今为止单独的努力，并显示如何激子，动态屏蔽巡回电子，形成激子极化子，可用作光谱工具，研究相互作用引起的不可压缩态的电子。我们研究的MoSe $_2$ /hBN/MoSe $_2$异质结构显示出长周期莫尔超晶格，这可以通过相干空穴隧穿介导避免层内激子与三个层间激子共振之间的交叉来证明，其中三个层间激子共振由$\sim$ 3 meV分离。对于对应于最低莫尔条纹子带的半填充的电子密度，我们观察到强的层顺磁性，其表现为在施加小的垂直电场时，所有$\sim$ 1500个电子从一个MoSe $_2$层突然转移到另一个层。值得注意的是，在每个MoSe $_2$层的半填充处的电子状态对于通过所施加的电场的电荷重新分布是弹性的，证明了电子的不可压缩的Mott状状态。我们的实验表明，光学光谱学提供了一个强有力的工具，调查强关联电子物理在散装和铺平道路，调查玻色费米混合的简并电子和偶极激子。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
ARPES Studies of Two-Dimensional Electron Gases at Transition Metal Oxide Surfaces
高迁移率二维电子气（2DEG）支撑着当今的硅基器件，对于新兴的氧化物电子学领域具有根本的重要性。这样的2DEG通常通过在异质界面处设计能带偏移和电荷转移来创建。然而，在2011年，它表明，高度巡回2DEG也可以在不同的过渡金属氧化物的裸露表面诱导，在那里它们更容易获得高分辨率角分辨光电发射（ARPES）实验。在这里，我们回顾工作，从这个新生的领域，这导致了系统的理解所产生的量子限制的高度各向异性的过渡金属d-状态沿不同的结晶方向的子带结构。我们进一步讨论了不同的表面制备的作用和起源的表面2DEG，其中的理解已允许控制2DEG载流子密度。最后，我们讨论了强大的多体相互作用的签名，以及如何从表面2DEG光谱数据可能与界面2DEG在相同的主机材料的传输特性。
2016-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast terahertz field control of the emergent magnetic and electronic interactions at oxide interfaces
本研究利用强太赫兹电场脉冲调控LaNiO3/CaMnO3超晶格界面铁磁态，揭示亚皮秒电子响应、快速退磁及多皮秒磁动力学，为氧化物界面二维铁磁态的超快电控提供新途径。
2024-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Synergistic correlated states and nontrivial topology in coupled graphene-insulator heterostructures
本研究提出在库仑耦合的石墨烯-绝缘体异质结构中，通过栅极调控能带对齐实现协同关联态，发现层间库仑作用可诱导基底形成长波长电子晶体，进而使石墨烯产生有能隙的狄拉克态与拓扑非平庸子能带，并通过高通量计算筛选出候选绝缘基底。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupling of electronic and structural degrees of freedom in vanadate superlattices
异质结构提供了不同的方式来操纵轨道自由度和调整过渡金属氧化物中的轨道占据。然而，这些修改的可靠预测仍然是一个挑战。在这里，我们结合从头算理论、扫描透射电子显微镜和X射线衍射，详细研究了YVO $_3$ -LaAlO $_3$超晶格中晶体与电子结构之间的关系。密度泛函理论模拟，包括一个现场库仑排斥项，准确地预测晶体结构，并结合X射线衍射，提供了一个解释的提升简并的钒$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道，这是最近在这个系统中观察到的。此外，我们解开电子约束和八面体连接的组合效应，通过解开它们的影响，从外延应变。我们的研究结果表明，特定的取向的基板和厚度的YVO $_3$片的多层膜，可以利用可靠的工程轨道极化。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dual-Gate Modulation of Carrier Density and Disorder in an Oxide Two-Dimensional Electron System
载流子密度和无序度是控制关联二维电子系统性质的两个重要参数。为了解开它们各自对量子现象的贡献，需要对这两个参数进行独立的调整。在这里，通过利用混合液体/固体电双栅极的几何形状上的导电LaAlO 3/SrTiO 3异质界面，我们获得了一个额外的自由度，强烈修改的电子约束分布，从而界面散射的强度，独立于载流子密度。双栅极控制的非线性霍尔效应是这种分布的直接表现，它可以通过泊松-薛定谔子带模型定量地理解。特别是，SrTiO 3的大的非线性介电响应使得能够实现非常宽范围的可调谐密度和无序，远远超出常规半导体。我们的研究提供了一个广泛的框架，了解各种报道的现象在LaAlO 3/SrTiO 3界面。
2018-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large Magnetoelectric Response in Sr2IrO4/SrTiO3 superlattices with non-equivalent interfaces
薄膜中的大磁电响应对于高通量和高密度微电子应用是高度期望的。然而，单相化合物中的d 0规则通常导致铁电有序和磁有序之间的弱相互作用;复合材料中通过弹性共振的磁电耦合限制了它们在宽带上的薄膜集成。在这里，我们实现了并发的铁电和反铁磁相变在Sr 2 IrO 4/SrTiO 3超晶格通过人工设计的周期性非等效接口，其中最大的磁电系数为~980 mV cm-1 Oe-1可以测量。同步辐射X射线吸收谱和电子能量损失谱表明，在界面Ti离子处存在不平衡的电子占据。从微扰计算和数值结果，强耦合的反铁磁性和非对称电子占领介导的自旋轨道相互作用导致一个大的体磁电响应。这种原子剪裁的量子序参量在3d和5d氧化物提供了一个替代途径，对强磁电效应与薄膜集成。
2019-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
