Growth-Temperature Dependence of Conductivity at the LaCrO$_3$/SrTiO$_3$ (001) Interface
研究了生长条件对极性/非极性LaCrO $_3$ /SrTiO $_3$（LCO/STO）界面结构和电子性质的影响。界面是绝缘的或金属的，这取决于生长条件。对于金属界面，报道了2 × 10 $^{16}$ cm $^{-2}$的高片状载流子浓度和30，000 cm $^2$ /V s的迁移率，这类似于具有类似生长条件的LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面处的准二维气体。金属和绝缘LCO/STO界面的原子尺度结构的高分辨率同步辐射X射线为基础的结构测定显示化学混合和界面晶格膨胀。2和4 μ C金属LCO/STO的角分辨光电子能谱显示在费米能级附近没有强度，这表明导电区域在衬底中发生得足够深，光电子能谱无法到达。在流动的氧气中的生长后退火导致金属界面的片状载流子浓度和迁移率的降低，而在高温和低氧分压下退火绝缘界面导致金属性。这些结果突出了与氧空位有关的缺陷在LCO/STO异质界面处对移动载流子的产生的关键作用。
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Gate voltage control of the $AlO_x$/$SrTiO_3$ interface electrical properties
在$SrTiO_3$表面上电子束沉积绝缘颗粒铝或非化学计量的无定形氧化铝层是从绝缘材料获得金属界面的简单方法。不需要加热，也不需要对$SrTiO_3$表面进行特殊处理。在本文中，我们研究如何可以通过使用背栅电压（通过$SrTiO_3$基板的电场）来调整该接口的电性能。我们表明，在室温下观察到的慢场效应可以用来调整可逆的，并在一个可控的方式的界面的低温电性能。特别是，可以在一个样品中调整晶体管的重要参数，例如对栅极电压变化的电阻响应的幅度或在零栅极电压和低温下“开”或“关”状态的存在。这种方法应适用于任何$SrTiO_3$为基础的接口，其中涉及的氧空位，并可能提供一个强大的方法来研究在这样的系统中观察到的金属或超导体绝缘体的转变。
2016-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Electron Correlation in Oxygen Vacancy in SrTiO$_3$
氧空位是过渡金属氧化物中一种重要的缺陷类型。在SrTiO $_3$中，它们被认为是本征晶体中的主要施主。同时，广泛报道了与空位相关的相对深的能隙状态。为了解释这种不一致性，我们研究了SrTiO $_3$中氧空位（OV）的电子相关效应。当考虑相关性时，我们发现光生局域能级最多只能俘获一个电子，而第二个电子占据导带。我们的研究结果提供了一个自然的解释，如何在SrTiO $_3$ OV可以产生一个深的间隙水平（约1 eV以下的导带底）的光电发射，并在同一时间是一个电子供体。我们的分析表明，在SrTiO $_3$中的OV基本上应被视为磁性杂质，其深能级总是由于强库仑排斥而被部分占据。导出了一个基于OV的Anderson杂质模型，并讨论了它的意义。
2013-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-lattice instabilities suppress cuprate-like electronic structures in SrFeO$_3$/SrTiO$_3$ superlattices
利用{ \it ab initio}密度泛函理论，我们探讨了金属$d^4$ SrFeO $_3$限制在$d^0$介电SrTiO $_3$之间的超晶格几何结构的薄层的行为。我们发现绝缘SrTiO $_3$间隔层的存在强烈影响SrFeO $_3$的电子性质：对于单一的SrFeO $_3$层约束到其体立方结构，费米面是二维的，嵌套的，类似于空穴掺杂的超导铜氧化物。然而，Jahn-Teller不稳定性耦合到八面体倾斜模式，以消除这种简并性，从而导致绝缘超晶格。
2009-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Hydrogen-Ti$^{3+}$ Complex as a Possible Origin of Localized Electron Behavior in Hydrogen-Irradiated SrTiO$_3$
综述了最近用μ子自旋旋转（$μ^+$ SR）方法对$μ^+$赝质子注入SrTiO $_3$后形成的顺磁缺陷复合物的研究，重点讨论了氢辐照金属SrTiO $_3$薄膜中离域电子和局域电子共存与实验特征的关系.顺磁缺陷复合物，由间隙$μ^+$和Ti $^{3+}$小极化子组成，其特征在于约30 meV的小解离能。密度泛函理论（DFT）在广义梯度近似（GGA）+ $U$方案下对相应的氢缺陷复合物的计算表明，与电子从H $^+$ $^{3+}$复合物转移到导带相关的热力学施主能级可以在实际$U$值的导带最小值之下形成.这些结果表明，离域和本地化的电子共存，可以实现氢辐照SrTiO $_3$在富电子条件。
2022-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Magnetic State of LaMnO$_3$ Epitaxially Strained on SrTiO$_3$: Effect of Local Correlation and Non-local Exchange
由于LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中铁磁绝缘态的观察报告令人困惑，我们计算了LaMnO $_3$的电子和磁性状态，相干匹配到SrTiO $_3$方形衬底内的“应变体”几何形状。我们采用三种不同的密度泛函理论为基础的计算方法：（a）密度泛函理论（DFT）补充哈伯德U（DFT+U），（b）DFT +动态平均场论（DMFT），和（c）的交换相关泛函的混合泛函处理。虽然前两种方法包括本地相关性和交换在锰网站，分别在静态和动态的方式处理，最后一个考虑到非本地交换在所有网站的效果。我们发现在所有三种方法中，由SrTiO $_3$的方形衬底引起的压缩应变将LaMnO $_3$从具有相当大的轨道极化的反铁磁体转变为具有抑制的Jahn-Teller畸变的铁磁体，这与实验一致。然而，虽然DFT+U和DFT+DMFT都提供了金属溶液，但只有混合计算才能得到绝缘溶液，如实验中所观察到的。这种绝缘行为被认为是源于电子电荷极化。我们的结论仍然有效，当我们调查的LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$在实验设置的超晶格几何结构，使用DFT+U和混合计算。
2019-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polaronic nature of a muonium-related paramagnetic center in SrTiO$_3$
利用μ子自旋旋转谱研究了钙钛矿型钛酸盐SrTiO $_3$中与μ有关的顺磁中心的超精细特性和热稳定性。超精细耦合张量的顺磁中心被发现有突出的偶极特性，表明电子自旋密度主要分布在Ti网站，形成一个小的极化子附近的电离的Mu $^+$供体。基于氢-Mu类比，间隙氢也有望在稀掺杂极限中形成这样的极化中心。发现Mu $^+$ -极化子复合物的热解离的小活化能为30（3）meV，这表明使晶格变形所需的应变能与通过使电子局域化所获得的电子能相当。
2019-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport across Au/Nb:SrTiO3 Schottky interface with different Nb doping
研究了两种掺杂浓度下Nb掺杂SrTiO $_3$单晶中的电子输运。我们发现，电阻率和迁移率是温度依赖的，而载流子浓度几乎是温度不变的。我们合理化这使用浅施主的类氢理论。此外，我们探测电输运跨越肖特基界面的Au在TiO $_2$终止的n型SrTiO $_3$。宏观I-V测量的定量分析揭示了低掺杂衬底的电子发射主导输运，而高掺杂衬底的电子发射主导输运。这项工作是相关的设计设备，研究电子输运使用氧化物半导体。
2013-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial reconstruction effects in insulating double perovskite Nd$_2$NiMnO$_6$/SrTiO$_3$ and Nd$_2$NiMnO$_6$/NdGaO$_3$ thin films
本研究探讨了Nd$_2$NiMnO$_6$超薄膜在不同衬底上的界面结构重构及其对Mn轨道对称性和磁性的影响，为理解超薄几何结构中磁性的演化提供了框架。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain induced metal-insulator transition in ultrathin films of SrRuO$_3$
薄膜极限已被证明是一个不寻常的低维物理丰富的游乐场。以SrRuO $_3$为例，它在体极限下是铁磁性和金属性的，人们发现，当生长在SrTiO $_3$上时，它在三个单层极限下变成反铁磁性和绝缘的。绝缘状态的起源追溯到强烈的轨道相关的交换分裂。然后发现SrTiO $_3$衬底的1%的适度压缩应变驱动系统进入高度受限的二维100%自旋极化金属态。这种由适度应变驱动的金属-绝缘体转变在两态器件应用中可能很有用。
2014-08-20 cond-mat.mtrl-sci
A study of the mechanisms of the semi-insulating conversion of InP by anelastic spectroscopy
报道了半导体、半绝缘和掺铁InP材料的弹性能量吸收随温度的变化。一个热激活的弛豫过程中发现，只有在SI状态，这是确定与跳跃的H原子被困在In空位。提出了液封直拉法制备的InP中In空位的存在是由于含H_2O的封端液中溶解的H原子使P悬挂键饱和而降低了In空位的能量。无铁InP在高温处理后向SI态的转变可能是由于H饱和的In空位（VIn-H4施主）转变为中性和受主VIn-Hn（n < 4）复合物而导致的H损失。这种复合物将产生所观察到的滞弹性弛豫过程，并且还可以充当中和不需要的供体杂质的深受体。
1999-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition on SrTiO$_{3}$ surface induced by ionic-bombardment
SrTiO $_{3}$由于其与多种复合氧化物薄膜具有良好的晶格匹配性，是生长各种复合氧化物薄膜最常用的绝缘单晶衬底之一。在这里，我们表明，一种常见的薄膜加工技术，氩离子铣削，创建高导电层的表面上的STO，不仅在室温下，而且在低温下，在该温度下的热扩散被完全抑制。在真空环境中对单晶STO衬底进行了系统的\emph{in situ}四点电导测量。绝缘STO的金属性的演变遵循基于氧空位掺杂效应的简单模型。在低温下，离子铣削产生了一个薄但比氩气渗透深度厚得多的稳态氧空位层，从而形成高度同心的金属状态。然而，在室温附近，发生了显著的热扩散，金属态连续地扩散到体中，仅在表面上留下低浓度的电子载流子。实验和模型之间的差异分析也提供了证据vacany集群，这似乎发生在任何空位形成过程中，并影响所观察到的电导。这些观察结果表明，使用高能方法，如离子铣削STO基板上处理的膜的传输特性需要谨慎。另一方面，如果适当控制，离子轰击可以用作在STO表面上产生用于器件应用的选择性导电层的方式。
2011-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of the strain dependence of thermopower in electron-doped SrTiO$_3$
在本文中，我们探讨了不同的机制，影响带绝缘钙钛矿（在这种情况下，SrTiO $_3$）的热电势时，受到应变（压缩或拉伸）。我们分析了高温下的熵控制极限和低温下的能量输运机制。我们观察到，在高温塞贝克系数的应变的效果是小的热电应用感兴趣的浓度水平。然而，有效质量随应变而显著变化，这产生与应变产生的简并破碎相反的效果。特别是，我们发现，热电势可以通过施加拉伸应变在适当的制度。我们的结论是，由于带分裂的热电势应变的不利影响是一个轻微的影响，不会妨碍优化的热电性能的氧化物与t $_{2g}$ -活性带通过施加应变。
2016-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Lithography-free patterning of SrTiO$_3$-based two-dimensional electron gases using direct atomic layer processing
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；ATLANT 3D
该研究开发了一种无光刻的直接原子层加工技术，可在SrTiO₃衬底上制备二维电子气，其性能与传统方法相当，且工艺简单、成本低、兼容工业，适用于器件制备与输运研究。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci
What Causes High Resistivity in CdTe
通过浅施主掺杂可以使CdTe半绝缘。这通常是为了在基于CdTe的辐射探测器中获得高电阻率。然而，人们普遍认为，CdTe的高电阻率是由于费米能级钉扎的原生深施主。基于浅施主对本征受主的补偿的模型基于以下假设而被排除：实际上不可能如此精确地控制浅施主掺杂水平，使得自由载流子密度可以被带到低于适合于辐射检测应用的期望值。在本文中，我们提出了我们的载流子统计和能量的浅施主和本征缺陷的碲化镉。我们的研究结果表明，浅施主可以用来可靠地获得高电阻率的碲化镉。由于辐射检测应用需要高电阻率和良好的载流子输运，因此通常应使用浅施主和浅受主进行载流子补偿，并避免作为有效载流子陷阱的深中心。
2012-02-10 cond-mat.mtrl-sci
The microscopic study of a single hydrogen-like impurity in semi-insulating GaAs
用μ子自旋共振方法研究了电场中高能μ子注入半绝缘GaAs中形成的类氢中心的电荷动力学。结果表明，深空穴陷阱在GaAs的补偿机制中起着重要作用。电场增强的μ子径迹诱导的热载流子对深电子和空穴陷阱的中和导致非平衡载流子寿命的增加。因此，四面体As位上的μ素（$μ^+ + e^-$）中心可以捕获径迹的空穴，因此表现得像供体。
2008-10-15 cond-mat.mtrl-sci
La displacement driven Double-exchange like mediation in Titanium $d_{xy}$ ferromagnetism at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$
LaAlOPDMATHABMM（LAO）/SrTiOPDMATHABMM（STO）两种绝缘氧化物的外延原子界面由于其丰富的界面金属性、厚度相关的绝缘体-金属转变\cite{huijben06:nmat}超导性、铁磁性以及它们的共存\cite{brinkman.07:natmat}现象而引起了人们极大的兴趣。然而，PDMATHAMT型LAO/STO界面铁磁有序的物理起源还存在争议。在此，我们提出，即使没有氧空位，La原子的极性畸变也能激发界面处的铁磁性。La $d_{z^2}$和O $p_{x,y}$态之间的诱导杂化可以介导Ti $d_{xy}$电子之间的双交换作用。我们进一步建议，结构和电修改的最外层表面的LAO或切换的极化方向的LAO/STO铁电覆盖层可以促进这种La位移。
2015-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in insulating Ga1-xMnxAs
研究了Te掺杂对Ga_（1-x）Mn_xAs（x = 0.085）反常霍尔效应的影响。对于这个相对高的x值，电阻率的温度依赖性显示出绝缘行为。众所周知，在Ga_（1-x）Mn_xAs中，Mn离子自然地充当受主。Te施主的额外掺杂降低了居里温度并增加了异常霍尔电阻率。随着Te浓度的增加，Ga_（1-x）Mn_xAs中的长程铁磁有序最终消失，并出现顺磁-自旋玻璃转变。利用Kaminski和Das Sarma提出的磁极化子逾渗理论[Phys.Rev.Lett. 88，247202（2002）]。
2004-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Inverse Edelstein Effect in Rashba-Split 2DEG between SrTiO3 and LaAlO3 at Room Temperature
Rashba物理在自旋轨道电子学领域得到了深入的研究，目的是寻找新的物理性质和FM磁化开关的技术应用。在这里，我们报告的观察逆Edelstein效应的Rashba分裂2DEG之间的两个绝缘氧化物SrTiO 3和LaAlO3的LaAlO3层厚度从3到40个单位电池（UC）的室温。我们进一步证明，自旋电压可以显着操纵的电场效应之间的SrTiO 3和3 UC LaAlO 3的2DEG。这些结果表明，在复合氧化物界面处的Rashba分裂2DEG可以用于室温有效的电荷和自旋转换，用于自旋电流的产生和检测。
2017-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional conducting layer on SrTiO$_{3}$ surface induced by hydrogenation
我们发现在SrTiO $_{3}$（001）（STO）表面上氢化诱导的表面态不符合刚性带模型，这一点在真空中的原位电阻率测量得到了证实。随着STO上原子氢的暴露，在体带隙（间隙内状态）内出现新的表面状态（H诱导的施主状态，HDS），其将热激活的电子捐赠给体导带，导致表面下方的体带向下弯曲。掺杂的电子以平行于表面的二维方式流过空间电荷层。在电子输运的温度依赖性中观察到的半导体行为由载流子的热激活来解释。HDS和体导带在能量位置上是非刚性的，它们随着氢吸附的增加而靠近。最终HDS饱和其位置在体导带底部以下约88 meV。因此，薄层电导率也在1.95 $\pm$ ~ 0.02 $μ$ S/sq饱和。随着氢吸附的增加，相应于表面氢化的完成。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High temperature magnetic insulating phase in ultrathin La0.67Sr0.33MnO3 films
研究了在SrTiO_3（110）衬底上生长的La_（0.67）Sr_（0.33）MnO_3超薄薄膜的磁性和电导率随厚度的变化关系。我们发现了一个临界厚度为10个晶胞，低于该临界厚度，薄膜的导电性消失，同时居里温度（TC）增加，表明在室温下的磁绝缘相。这些样品具有约560 K的TC，显著的饱和磁化强度为1.2 ± 0.2 μ B/Mn。在n< 10的超薄膜中，倾斜的反铁磁绝缘相与具有不同氧八面体旋转模式的更高对称性结构相的出现相一致。这种应变工程相是室温自旋极化隧穿器件中绝缘隧穿势垒的一个有趣的候选者。
2012-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature-Dependent Band Structure of SrTiO$_3$ Interfaces
我们建立了一个理论模型的二维（2D）电子气之间的绝缘SrTiO $_3$和一些极性帽层，包括LaTiO $_3$，LaAlO $_3$，和GdTiO $_3$的界面处形成的电子性质。该模型对待传导电子的紧束缚近似，和电介质的极化通过朗道-德文郡自由能，结合钛酸锶的强非线性，非局部，和温度依赖性的介电响应。自洽的能带结构包括紧密结合到界面的量子2D态和将数百个晶胞延伸到SrTiO $_3$衬底中的准三维（3D）态的混合。我们发现当温度从300 K降低到10 K时，电子从界面向3D尾部移动。这种偏移在高电子密度（$\sim 10^{14}$ cm $^{-2}$）时最不重要，但在低密度时变得很重要;例如，对于2D电子密度$\sim 10^{13}$ cm $^{-2}$，界面4 nm内的总电子密度变化为2倍。我们推测，准3D尾巴形成的低密度高迁移率组件的界面电子气，广泛推断从磁阻测量。
2017-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamics of photo-generated non-equilibrium electronic states in Ar$^+$ ion irradiated SrTiO$_3$
采用Ar离子辐照方法在（100）SrTiOPDMATHABMM上获得金属表面.对于$\sim$ 4.2 $\times 10^{18}$ $ions/cm^2$的照射剂量，在15 K下，该层的片状载流子密度和霍尔迁移率分别为$\sim$ $4.0$ $\times$ $10^{14}$ $/cm^2$和$\sim$ $2$ $\times$ $10^3$ $cm^2/Vs$。这些样品显示紫外光敏感的光电导（PC），这是突然增强低于温度（$\approx$ 100 K），其中SrTiO $_3$晶体经历反铁畸变的α-四（$O_h^1$ $\rightarrow$ $D_{4h}^{18}$）结构相变。PC的这种行为与介电函数和电场诱导电导率的温度依赖性映射良好。PC状态的寿命在低于$\approx$ 100 K时也显示出明显的变化。在$T > 100$ K，其衰变是热激活的，能量势垒为$\approx$ 36 meV，而在$T < 100$ K，它变得与温度无关。我们研究了静电门控对PC态寿命的影响。一个非平凡的结果是环境温度淬火的光电导状态的负栅极场。这一发现为设计固态光电开关开辟了道路。的PC状态的起源和寿命理解的光场效应引起的能带弯曲，缺陷动力学和热弛豫过程。
2015-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
