Origin of the two-dimensional electron gas at LaAlO3/SrTiO3 interfaces: The role of oxygen vacancies and electronic reconstruction
原子缺陷和电子转移的相对重要性，解释在结晶LaAlO 3/SrTiO 3界面的导电性一直是一个争论的话题。金属界面上的非晶氧化物覆盖层SrTiO 3产生的类似的电子性能的问题，原来的极化突变模型。我们解决了这个问题的全面比较（100）-取向SrTiO 3基板与结晶和非晶覆盖层的LaAlO 3的不同厚度下制备不同的氧压。对于这两种类型的覆盖层，对于电导率的出现存在临界厚度，但是对于氧退火的结晶情况，其值总是4个晶胞（约1.6nm），而在非晶情况下，临界厚度可以根据沉积条件在0.5至6 nm的范围内变化。随后的离子铣削的覆盖层恢复氧退火的晶体异质结构的绝缘状态，但不是非晶的。氧后退火去除了氧空位，并且在非晶情况下界面变得绝缘。然而，具有结晶覆盖层的界面保持导电，具有降低的载流子密度。这些结果表明，当LaAlO 3覆盖层为非晶态时，氧空位是载流子的主要来源，而在未退火的晶态LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中，氧空位和极化突变对界面电导率都有贡献，而在氧退火的晶态LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中，极化突变单独对界面电导率有贡献.此外，我们发现，结晶的LaAlO 3层的结晶度是至关重要的极化突变机制的情况下，结晶LaAlO 3覆盖层。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between superconductivity and magnetism in one-unit-cell LaAlO3 capped with SrTiO3
为了在氧化物绝缘体LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处形成导电层，SrTiO 3衬底上的LaAlO 3层必须至少为四个晶胞厚。由此形成的LaAlO 3-SrTiO 3异质界面表现出各种有趣的现象，如铁磁性和超导性。它是一种低维铁磁氧化物超导系统，具有很强的门控自旋轨道相互作用，因此得到了广泛的研究。然而，其稳定性和环境适应性的不足一直是其进一步实验研究和应用的障碍。在这里，我们表明，覆盖的双层SrTiO 3缓解了这种厚度限制，同时提高了界面的稳定性和可控性。此外，SrTiO 3包覆的LaAlO 3表现出非常规的超导性，在平行磁场下临界电流显著增加，并表现出与传统磁电阻磁滞相反的反向磁滞.它的超导能隙$Δ\sim 1.31k_BT_c$也偏离了传统的BCS型超导。氧化物三层可能是一个强大的平台，研究超导电性和铁磁性之间的界面电子系统LaAlO 3和SrTiO 3的非凡的相互作用。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic magneto-transport effects at SrTiO3\LaAlO3 interfaces
本文报道了载流子密度约为3*10^13 cm^-2的原子级平面SrTiO 3 \LaAlO 3界面的电阻率与温度、磁场及其取向的关系。在低磁场下，在130 mK以下观察到超导性。高场磁电阻的温度依赖性和它的强各向异性建议可能低于35 K的磁有序。这种秩序的起源及其可能的关系，超导性进行了讨论。
2009-07-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamical response and confinement of the electrons at the LaAlO3/SrTiO3 interface
利用红外椭偏仪和输运测量研究了LaAlO_3和SrTiO_3之间界面的电子。我们得到了面载流子密度为Ns~5- 9 × 10 E13 cm^-2，有效质量为m*~3m_e，迁移率与频率密切相关。后者是类似的散装SrTi 1-xNbxO 3，因此暗示的极化相关的限制载流子。我们还确定了垂直密度分布，它具有强烈的不对称形状，在第一个2 nm的快速初始衰减和延伸到约11 nm的明显的尾部。
2009-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous magnetic ground state in LaAlO3/SrTiO3 interface probed by transport through nanowires
电阻作为一个函数的温度下降到20 mK和磁场高达18 T的各种载流子浓度的测量从SrTiO 3/LaAlO 3界面使用硬掩模阴影沉积技术的纳米线。导线的窄宽度（大约50纳米）使我们能够在低磁场下将磁效应从主导超导效应中分离出来。在这个制度的磁滞回线观察到随着超导转变。从我们的数据分析，我们发现，磁序探测的巨磁电阻（GMR）效应在TCurie = 954 mK消失。该顺序不是简单的铁磁状态，而是由具有相反磁化的畴组成，所述畴具有优选的面内取向。
2014-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity at the (111)LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文报道了（111）LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面超导基态的发现和输运研究。超导转变是一致的Berezinskiii-Kosterlitz无磁过渡和它的二维性质进一步证实了临界磁场的各向异性，如由Tinkham计算。超导层厚度和相干长度分别为10 nm和60 nm。这项工作的结果提供了一个新的平台，以澄清在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的超导性的微观细节，特别是在什么关系到轨道对称性的链接。
2017-06-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of Josephson junction behavior in top-gated LaAlO$_3$-SrTiO$_3$
在LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$界面处的二维电子气中，我们证明了顶栅可调的类约瑟夫森结的行为.全局背门控和局部顶门控的组合被用来定义的交界处，提供了一个有效的方式，更精细的空间控制的接口的属性，相比单独的背门控。临界电流和零偏置电阻随温度的变化表明，结表现为短，过阻尼弱环节。这一技术可能是阐明LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$界面系统超导性质的重要工具。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Orientational tuning of the 2D-superconductivity in LaAlO3/SrTiO3 interfaces
在（110）取向的LaAlO 3/SrTiO 3界面上发现了二维电子气，这为我们提供了一个研究晶体取向和随后的电子重构对界面性质的影响的机会。在低于200 mK的温度下，我们已经测量了空间延伸明显更大的2D超导性（d约为100 mK）。24 - 30 nm）比以前报道的（001）取向的LaAlO 3/SrTiO 3界面（d约为24 - 30 nm）。10 nm）。更广泛的超导电性带来了对上临界场的泡利顺磁极限的破坏，表明（110）取向界面相对于其（001）取向界面的电子结构的独特性质
2013-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning spin-orbit coupling and superconductivity at the SrTiO3/LaAlO3 interface: a magneto-transport study
电场效应改变了SrTiO 3/LaAlO 3界面的超导转变温度Tc。研究了上临界场和正常态磁输运的各向异性随栅电压的变化。提取了自旋轨道耦合能。这个可调的能量尺度是用来解释强的门依赖的迁移率和观察到的异常霍尔信号。自旋-轨道耦合能在所研究的电场范围内遵循Tc。
2010-01-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-plane electronic confinement in superconducting LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ nanostructures
我们描述了介观器件的输运性质的基础上的二维电子气（2DEG）存在于LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面。利用电子束光刻技术实现了横向尺寸小至500 nm的桥。他们的详细表征表明，处理和限制不改变的2DEG的传输参数。器件表现出可通过电场效应调节的超导行为。在正常状态下，我们测量了普遍的电导波动，小结构中的相位相干输运的签名。二维电子气的可靠横向限制的实现为在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面实现量子电子器件开辟了道路。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
One-Dimensional Nature of Pairing and Superconductivity at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Interface
我们研究了LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$沟道的超导电性，其中沟道宽度从1D过渡到2D制度。超导临界电流与沟道宽度无关，随平行沟道数近似线性增加。超导相之外的电子配对的签名也与通道宽度无关。总的来说，这些结果表明，电子配对和超导电性存在于这些通道的边界处，而不存在于通道的内部区域。LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的一维超导本质对可能的电子配对机制施加了强的物理约束。
2017-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dominant mobility modulation by the electric field effect at the LaAlO_3 / SrTiO_3 interface
Caviglia等人[Nature（London）456，624（2008）]发现超导LaAlO_3 / SrTiO_3界面可以被门调制。中心问题是确定所施加的电场的主要效应。使用门控结构的磁输运研究，我们发现，迁移率的变化几乎是五倍大的片状载流子密度。此外，超导性可以在正和负栅极偏压下被抑制。这些结果表明，相对无序强度强烈增加整个超导体-绝缘体转变。
2009-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting dome in the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interfaces as a direct effect of the extended s-wave symmetry of the gap
二维电子气（2DEG）在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面表现出栅极可调的超导性与圆顶形状的$T_{\rm{C}}$作为电子浓度的函数。在这里，我们建议，实验观察到的行为可以解释为占主导地位的$extended$ $s$ - $wave$对称性的超导能隙的直接影响。我们的结果与实验数据吻合得很好。如图所示，关联效应和自旋-轨道耦合都不会对我们分析的成对态的物理图像产生显著影响。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Concomitant appearance of conductivity and superconductivity in (111)LaAlO3/SrTiO3 interface with metal capping
在极性氧化物界面中，需要一定数量的单层（ML）才能出现导电性。电导率的这个阈值是通过积累足够的电势来启动电荷转移到界面来解释的。在这里，我们研究的实验和理论的（111）SrTiO 3/LaAlO 3界面的临界厚度，tc，九个外延LaAlO 3 ML是需要把界面从绝缘到导电，甚至超导。我们发现，TC降低到3 ML时，沉积钴覆盖层（盖帽）和6 ML铂盖帽。后一结果与（100）界面形成对比，其中铂覆盖使tc增加超过裸界面。我们的密度泛函理论计算证实了所观察到的裸露和金属覆盖的界面的电导率阈值。有趣的是，对于（111）SrTiO 3/LaAlO 3/Metal界面，导电性与超导性相伴出现，而（100）SrTiO 3/LaAlO 3/Metal界面的tc小于超导临界厚度。我们将这种差异归因于（111）界面的e 'g与（001）界面的dxy的不同轨道极化。
2021-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and Majorana bound states at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
两个带绝缘体LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间的界面表现出低温超导性与面内铁磁有序共存。我们表明，拓扑超导托管马约拉纳束缚态可以通过施加一个磁场垂直于界面处诱导的界面。我们发现面内磁化强度对拓扑超导态的退相效应可以通过调节栅压来克服。我们分析了零能Majorana束缚态的涡核激发以及非磁无序对它们的影响。最后，我们提出了一个实验几何，这样的拓扑激发可以实现。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Vortex Signature of Discrete Ferromagnetic Dipoles at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Interface
滞后面内磁阻发展低于超导转变的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$接口$\left|H_{/\!/}\right|<$ 0.15 T，独立的载流子密度或氧退火。我们发现，这种滞后现象产生于一个薄的超导层内的涡流脱钉，其中的涡流是由离散的铁磁偶极子仅位于层上方。我们没有发现有限动量配对或体磁性的证据，因此得出结论，铁磁性严格限于界面，在那里它与超导性竞争。
2013-11-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of Quantum Griffiths Singularity and Ferromagnetism at Superconducting LaAlO3/SrTiO3(110) Interface
在带绝缘体LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处出现了各种现象，如超导性和铁磁性，显示了潜在的应用机会，并带来了基础研究兴趣。特别是在LaAlO 3/SrTiO 3界面形成的二维电子气为超导体到弱局域金属的量子相变提供了一个诱人的平台。本文报道了在垂直磁场驱动下，在LaAlO_3/SrTiO_3（110）界面上形成的超导二维电子气的超导-金属转变。有趣的是，当接近量子临界点时，动力学临界指数不是常数而是发散值，这是超低温下淬火无序引发量子Griffiths奇异性的直接证据.此外，在LaAlO 3/SrTiO 3（110）界面处首次观察到磁电阻的滞回特性，这表明LaAlO 3/SrTiO 3（110）界面可能存在超导电性和铁磁性共存。
2016-06-07 cond-mat.supr-con
Electrostatically tuned quantum superconductor-metal-insulator transition at the LaAlO3/SrTiO3 interface
最近，在绝缘体LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处的超导电性已被调谐与电场效应到前所未有的转变温度范围。在这里，我们进行了详细的有限尺寸标度分析，探索的兼容性的相变线Berezinskiii-Kosterlitz-无（BKT）的行为和二维量子相位（QP）的转变。在一个中间的制度，限制由栅极电压依赖的限制长度，我们发现显着的一致性与BKT临界线结束在金属量子临界点，分离弱局部绝缘体的超导相。我们对2D-QP跃迁的临界指数z=1和nu=0.66的估计表明，它属于3D-xy普适类。
2009-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Zero helicity states in the $LaAlO_3/SrTiO_3$ interface
我们提出了一种基于空间反射对称性破缺的动力学驱动机制来描述Lu-Li等人（参考文献1）对$LaAlO_3/SrTiO_3$系统观察到的磁矩和力矩。我们发现巡游电子处于零螺旋度状态，并预测存在以恒定速率穿过界面的电荷不均匀性。界面两侧存在质量和厚度各向异性。
2015-10-14 cond-mat.supr-con
Model for magnetic flux pattern induced by in-plane magnetic fields on spatially inhomogeneous superconducting interfaces of LaAlO_3-SrTiO_3
本文研究了在面内磁场作用下，空间不均匀性对二维非中心对称超导体性质的影响，因为它可以在LaAlO_3-SrTiO_3界面中实现。我们证明了Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的空间变化产生了一个局部的磁通量模式，由于场诱导的不均匀的螺旋相位。对于足够强的磁场，涡旋可以在RSOC的不均匀性处成核。
2012-10-27 cond-mat.supr-con
Multiband superconductivity due to the electron - LO-phonon interaction in strontium titanate and on a SrTiO3/LaAlO3 interface
在钛酸锶中，Froehlich电子-LO-声子相互作用主导电子响应，并且还可以提供超导性。由于SrTiO_3中的LO声子频率较高，超导系统是非绝热的。我们表明，介电函数的方法是一个足够的理论方法在SrTiO 3和SrTiO 3-LaAlO 3界面上的超导性。使用实际材料参数计算临界温度。所得到的临界温度与体相和界面相超导的实验数据相一致。本方法解释了所观察到的多圆顶形状的临界温度在SrTiO 3的电子浓度的函数，由于多带超导。
2016-08-02 cond-mat.supr-con
Unconventional multi-band superconductivity in bulk SrTiO$_{3}$ and LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ interfaces
虽然早在几十年前就发现了，但掺杂SrTiO $_{3}$的超导性仍然是一个激烈的研究课题。最近的实验表明，随着载流子浓度的增加，多个能带穿过费米能级，标志着Lifshitz跃迁的开始。有趣的是，观察到$T_{c}$在缺氧SrTiO $_{3}$的Lifshitz转变中被抑制;在门控LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面中也观察到类似的行为。这样的行为很难用双带超导的干净理论来解释，因为第二带提供的额外电子态应该会增强$T_{c}$。在这里，我们表明，这种意想不到的行为可以解释由强烈的配对破坏效应促进的混乱，如果带间的配对相互作用是subleading和排斥。这种情况的一个结果是，在远离Lifshitz转变时，双带超导态从相反符号的间隙变为相同符号的间隙。
2018-09-19 cond-mat.supr-con
Oxygen-vacancy clustering and pseudogap behaviour at LaAlO3/SrTiO3 interface
在LaAlO 3/SrTiO 3界面的2DEG有望增加一个新的维度，新兴的电子器件，由于其高的可调谐性。另一方面，钛酸盐表面和界面中的氧空位形式的缺陷在新相的出现中起关键作用。基于一个有效模型，研究了氧空位对LaAlO_3/SrTiO_3界面超导电性和铁磁性的影响。使用Bogoliubov-de Gennes公式结合蒙特卡罗模拟，我们发现了一个集群的氧空位在界面处，有利于形成共存的铁磁水坑空间分离的超导性。我们还发现了一个载体冻结在低温下，在各种各样的样品实验观察。足够大量的氧空位导致在超导状态下的赝能隙行为。
2013-11-07 cond-mat.supr-con
Multi-Orbital Superconductivity in SrTiO3 /LaAlO3 Interface and SrTiO3 Surface
我们研究了SrTiO_3纳米结构中二维电子系统的超导电性。我们的理论分析是基于三轨道模型，它考虑到了钛离子的t2 g轨道。由于镜像对称性的界面破缺，位间和轨道间杂化与原子LS耦合共同作用，产生了Rashba型反对称自旋轨道耦合。该模型通过轨道自由度显示了Rashba自旋-轨道耦合的特征自旋织构和载流子密度依赖性。超导电性主要是由高载流子密度下dyz和dzx轨道组成的重准粒子引起的。我们发现，Rashba自旋轨道耦合稳定的准一维超导相所造成的dyz或dzx轨道在高磁场沿接口。这种准一维超导相通过Rashba自旋轨道耦合而免受顺磁破坏效应的影响，并且实现了超过Pauli-Clogston-Eschrasekhar极限的大的上临界场Hc 2。这一发现是一致的一个非常大的上临界场观察SrTiO 3/LaAlO 3界面和载流子密度的依赖性。SrTiO_3/LaAlO_3界面的超导性和铁磁性的共存也可能归因于这种准一维超导相。
2013-07-09 cond-mat.supr-con
Modulation of the superconducting critical temperature due to quantum confinement at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
在体掺杂SrTiO $_3$和LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面上，尽管尺寸和几何形状不同，但超导性的发展与临界温度$T_c$的圆顶形密度有关。我们认为LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$的$T_c$圆顶是超导体SrTiO $_3$量子限制引起的形状共振。我们通过比较三维和准二维两带BCS带隙方程的精确解来证实这一解释。这种比较突出了重带的作用，$T_c$在两种几何形状。对于体SrTiO $_3$，我们提取的配对相互作用的密度依赖性的拟合实验数据。我们在有限深的方势阱中应用量子限制，计算了受限组态下的$T_c$。我们比较计算的$T_c$传输实验，并提供了一个解释，为什么最佳的$T_c$的是如此接近彼此在二维界面和三维散装材料。
2017-09-21 cond-mat.supr-con
Interface superconductivity in LaAlO$_{3}$-SrTiO$_{3}$ heterostructures
LaAlO $_{3}$ -SrTiO $_{3}$异质结构的界面超导电性揭示了临界温度作为二维载流子密度的函数的非单调行为。基于介电函数理论，我们发展了强极性异质结构中界面超导性的理论描述。计算了所有声子分支的临界温度的密度依赖性，包括不同类型的光学（界面和半空间）和声学声子。LO和声学声子介导的电子-电子相互作用被证明是主导机制的超导相变的异质结构。
2014-05-20 cond-mat.supr-con
Phase segregation of superconductivity and ferromagnetism at LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
在绝缘的SrTiO $_3$和LaAlO $_3$之间的界面处形成的高导电的二维电子气显示出低温超导性与非均匀铁磁性共存。在有限动量条件下，系统的面内塞曼场与Rashba自旋轨道相互作用有利于$p_x \pm i p_y$波超导。由于界面处的本征无序，空间不均匀性对超导态和铁磁态的作用变得重要。我们发现，对于强无序，系统分裂成相互排斥的超导性和铁磁性区域。这种不稳定性驱动的电子相分离解释了在界面处观察到的超导性和铁磁性的不寻常共存。
2013-12-27 cond-mat.supr-con
Effect of disorder on superconductivity and Rashba spin-orbit coupling in LaAlO3/SrTiO3 interfaces
在两个绝缘体LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处形成的二维电子气（2-DEG）的一个相当独特的特征是托管栅极可调超导性和强自旋轨道耦合。在目前的工作中，我们使用的Cr取代的Al原子在LaAlO 3作为一种工具，探索在这些界面的超导性和自旋轨道耦合的性质所产生的无序。观察到的超导Tc的减少与Cr掺杂一致的增加的电子-电子相互作用中存在的障碍。此外，自旋-轨道耦合与栅极电压和Cr掺杂的演变表明，在Rashba型自旋-轨道相互作用的存在下，D 'Yakonov-Perel自旋弛豫机制。
2016-10-05 cond-mat.supr-con
Correlated Non-Gaussian phase fluctuations in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterointerface
我们探测了LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结界面处导电层中超导相变附近存在的大的相关非高斯相位涨落。在Berezinskiii-Kosterlitz-无量纲转变温度$T_{BKT}$和平均场转变温度$T_C$之间出现非高斯涨落。随后的理论分析表明，非高斯性的出现主要是由于超导体的约瑟夫森耦合网络的相变。我们的结果证实了该系统中的超导性仅限于二维。我们对非高斯电阻涨落谱的研究为探索二维非均匀超导体的BKT相变提供了一种新的手段。
2016-08-05 cond-mat.supr-con
Superconductor - Normal and Quantum Superconductor-Insulator Transition at the LaAlO3/SrTiO3Interface
利用电场效应对LaAlO_3和SrTiO_3绝缘体界面处的超导电性进行了调谐。这些数据为二维量子超导体到绝缘体（2D-QSI）转变提供了证据。在这里，我们探讨的兼容性，这相变线Berezinskiii-Kosterlitz-无（BKT）的行为和二维QSI过渡。在一个中间制度，有限尺寸效应的限制，我们发现显着的一致性与BKT-临界性，弱本地化的绝缘状态和非Drude行为在正常状态。我们对2D-QSI跃迁的临界指数z =1和nu=3的估计表明它属于3D-xy普适类。
2008-07-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Electrically controlled superconducting states at the heterointerface SrTiO$_3$/LaAlO$_3$
本文采用二维哈伯德模型研究了SrTiO $_3$ /LaAlO $_3$异质界面上电子气的对称性。基于三阶微扰理论求解Eliashberg方程，发现由于Rashba型自旋-轨道相互作用引起的反转对称破缺，能隙函数由自旋单重态$d_{xy}$波分量和自旋三重态$(p_x\pm ip_y)$波分量的混合组成. d波和p波分量的比率随载流子浓度连续变化。我们建议通过调节栅极电压来控制对对称性。
2009-10-26 cond-mat.supr-con
