Graphene-Complex-oxide Nanoscale Device Concepts
石墨烯与复合氧化物异质结构如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$的集成提供了将氧化物界面的多功能性质与石墨烯的电子性质相结合的机会。通过石墨烯控制界面传导的能力以及了解它如何影响氧化物界面的固有特性对于新型多功能器件的技术开发至关重要。在这里，我们展示了几个设备原型，其中电子输运在氧化物界面调制使用图案化的石墨烯顶栅。纳米尺度的设备制造在氧化物界面的导电原子力显微镜（c-AFM）光刻，和运输测量作为石墨烯栅极电压的函数进行。实验是用写在石墨烯栅极附近或正下方的器件进行的。这种方法的独特能力包括创建高度灵活的设备配置的能力，在氧化物界面处调制载流子密度的能力，以及将电子输运控制到单电子隧穿机制的能力，同时保持氧化物界面的固有输运特性。我们的研究结果有利于设计各种纳米器件，结合这两个紧密耦合的二维电子系统的独特的传输特性。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Phase separation from electron confinement at oxide interfaces
氧化物异质结构由于基本的和应用的原因而引起极大的兴趣。特别地，在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$或LaTiO $_3$ /SrTiO $_3$界面处的二维电子气显示出许多不同的物理性质和功能。然而，有明确的迹象表明，界面电子状态是强烈的不均匀性，因此，它是至关重要的相关调查可能的内在电子机制，这种不均匀性。这里的静电势限制在界面处的电子气计算自洽，发现在界面处的电子约束可能会导致相分离，以避免与负的压缩性的不稳定状态。这为实验观察到的这些界面的不均匀特性提供了一个通用的鲁棒性和内在机制。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Theory of the spin galvanic effect at oxide interfaces
自旋伽伐尼效应（SGE）描述了非平衡自旋极化到横向电荷电流的转换。最近的实验已经证明了在两种绝缘氧化物LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间的界面处形成的二维电子气的大的转换效率。在这里，我们分析了SGE的氧化物界面内的三带模型的Ti t $_{2g}$轨道，其中显示了一个有趣的各种有效的自旋-轨道耦合在各个频段，有助于不同的自旋-电荷转换。我们的分析方法是由一个数值处理的补充，我们也调查的无序和温度的影响，这是至关重要的实验数据提供一个适当的描述。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
Tuning ferromagnetism at interfaces between insulating perovskite oxides
我们用密度泛函理论计算表明，|绝缘钙钛矿氧化物之间的SrTiO 3界面在满足巡回铁磁性的Stoner准则方面处于临界状态，并探索其他氧化物组合以更充分地满足它。LaScO3的较大晶格参数|BaTiO3界面被发现是不利的比更大的界面变形的LaAlO3| CaTiO 3。与LaAlO3相比|SrTiO 3，后者被预测表现出强大的磁性与更大的饱和力矩和更高的居里温度。我们的结果支持了超导和铁磁性共存的“两相”图景。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin diffusion at the interface of multiferroic oxides
利用自旋动力学Bloch方程方法研究了15 K时LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$/TbMnO $_3$氧化物异质结界面二维电子气中的自旋扩散. TbMnO $_3$中Mn $^{3+}$的螺旋磁矩与LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处的扩散自旋通过海森堡交换相互作用相互作用。它表明，自旋扩散长度总是有限的，不管注入自旋的极化方向。我们的研究还揭示了库仑散射的重要作用，它可以有效地抑制自旋扩散。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall
Spin responses and effective Hamiltonian for the two dimensional electron gas at oxide interface {LaAlO}$_3$/{SrTiO}$_3$
氧化物界面$\mathrm{LaAlO_{3}/SrTiO_{3}}$上二维电子气（2DEG）的强Rashba自旋轨道耦合（SOC）是各种奇异物理的基础，但其性质仍在争论中。我们推导出了氧化物界面$\mathrm{LaAlO_{3}/SrTiO_{3}}$处二维电子气的有效哈密顿量，并发现了$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道的不同各向异性Rashba SOC。这种各向异性的Rashba SOC导致各向异性的静态自旋磁化率和自旋霍尔电导率的独特行为。这些独特的自旋响应可以用来确定Rashba SOC的实验性质，并阐明2DEG的轨道起源。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Enabling two-dimensional electron gas with high room-temperature electron mobility exceeding 100 cm$^2$/Vs at a perovskite oxide interface
本文在BaSnO$_3$/LaInO$_3$外延界面可控创建二维电子气，室温电子迁移率达119 cm$^2$/Vs，为钙钛矿氧化物2DEG最高值，并借助分子束外延沉积模式实现远离衬底界面的原位优化。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent electron microscopy study of Au thin films on Si (100) with and without native oxide layer as barrier at the interface
用电子显微镜实时观察了沉积在Si（100）表面的金纳米结构的形貌随退火温度的变化。在金薄膜沉积之前，使用与衬底硅的两种类型的界面：（i）没有原生氧化物并且在超清洁重建的Si表面上，以及（ii）具有原生氧化物覆盖的Si表面。在超高真空条件下，用分子束外延方法在重构Si（100）表面上沉积了\approx 2.0 nm厚的Au薄膜，在相对较低的温度下（与在界面处具有自然氧化物的情况相比）形成了四重对称的纳米金硅化物结构。对于该体系，发现82%的纳米结构是纳米矩形状结构，其平均长度为\approx 27 nm，在\approx 700°C下纵横比为1.13。对于沉积在Si（100）表面上的\approx 5.0 nm厚的Au膜，在较高温度（\approx 850° C）下观察到矩形结构的形成。在这些高温下，硅化金的解吸遵循衬底的对称性。在界面处的原生氧化物被认为是像一个障碍的相互扩散现象。使用先进的电子显微镜方法进行结构表征。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
Growth of Oriented Au Nanostructures: Role of Oxide at the Interface
我们报道了在低真空（\approx 10-2 mbar）和高温（\approx 975^{ \circ } C）下通过退火过程在Si（100）衬底上形成取向的金纳米结构。已经在Si（100）上的界面处沉积了具有SiOx（使用高真空热蒸发）和不具有SiOx（使用分子束外延）的各种厚度的金膜。电子显微镜测量进行，以确定的形态，取向的结构和氧化层的性质。发现界面氧化层、低真空和高温退火条件是生长取向金结构所必需的。这些金结构可以通过简单的划痕方法转移。
2012-03-05 cond-mat.mes-hall
Pushing the limits of ab-initio-NEGF transport using efficient dissipative Mode-Space algorithms for realistic simulations of low-dimensional semiconductors including their oxide interfaces
本研究探讨了耗散模式空间NEGF算法在精度与效率间的权衡，并实现了包含氧化物界面、原子数达数十万的二维材料器件的从头算输运模拟。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Quantization of Hall Resistance at the Metallic Interface between an Oxide Insulator and SrTiO$_{3}$
在氧化物绝缘体和SrTiO 3之间的界面处形成的二维金属为氧化物电子学提供了新的机会。然而，量子霍尔效应，其中一个最迷人的效果，电子限制在两个维度，仍然在这些复杂的氧化物异质界面探索不足。在这里，我们报告的调制掺杂的非晶LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$异质结构的基础上，SrTiO 3异质界面中的量子化霍尔电阻的实验观察，它具有高电子迁移率超过10000厘米$^{2}$ /Vs和低载流子密度的顺序为~10 $^{12}$ cm $^{-2}$。随着明确的Shubnikov-de Haas振荡，量子化霍尔电阻的间距表明，界面是由一个量子阱与10个平行的导电二维子带。这为导电氧化物界面的电子结构提供了新的见解，并代表了设计和理解先进氧化物器件的重要一步。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Constructing oxide interfaces and heterostructures by atomic layer-by-layer laser molecular beam epitaxy
氧化物界面和异质结构的纳米级工程的进步导致了涌现现象和新的人工材料的发现。结合反应分子束外延和脉冲激光沉积的优势，我们在这里展示了Sr 1 + xTi 1-xO 3 + δ，Ruddlesden-Popper相Lan+1 NinO 3 n +1（n = 4）和LaAl 1 + yO 3的例子（1+0.5y）/SrTiO_3界面，原子层层激光分子束外延（全激光分子束外延）在以原子层精度和化学计量控制构造氧化物材料方面显著地推进了现有技术。与ALL-Laser MBE，我们已经产生了导电LaAlO 3/SrTiO 3界面在高氧气压力，没有证据表明氧空位，现有技术无法访问的能力。由此得到的界面二维电子气的载流子密度与电子重构机制定量一致。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall
Six-fold crystalline anisotropic magnetoresistance in the (111) LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ oxide interface
测量了（111）LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面二维电子液体的磁电阻。界面的六角对称性表现在六重结晶组件中出现的各向异性磁电阻（AMR）和平面霍尔数据，这与我们进行的对称性分析一致。六倍分量随载体浓度增加，达到总AMR信号的15%。我们的研究结果表明，更高的巡回电子带和晶体之间的耦合作为这种效应的起源，并证明（111）氧化物界面是一个独特的六角系统与可调磁晶效应。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling into a quantum confinement created by a single-step nano-lithography of conducting oxide interfaces
提出了一种与导电氧化物界面兼容的新的纳米光刻技术，该技术不需要额外的非晶层沉积或蚀刻而需要单个光刻步骤。它被证明在SrTiO 3/LaAlO 3界面上，其中在电子液体中的收缩图案化。我们发现，一个额外的背门可以进一步限制电子液体到一个孤立的岛屿。电导和微分电导测量显示通过岛的共振隧穿。对不同温度和磁场下的数据进行了分析，发现有效岛的尺寸为10 nm量级。的磁场依赖性表明没有自旋简并在岛上。我们的方法适用于创建超导和氧化物界面为基础的电子器件。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced spin polarization in isotropic k-cubed Rashba model: Theoretical study for p-doped semiconductor heterostructures and perovskite oxides interfaces
利用松原格林函数方法计算了自旋轨道耦合下外加电场诱导的非平衡自旋极化的温度依赖性。该模型的哈密顿量包括各向同性k立方形式的Rashba自旋轨道相互作用。这样的哈密顿量捕获在过渡金属氧化物的表面或界面处或在p-杂质半导体异质结构中的二维电子（空穴）气的电子和自旋性质。的诱导自旋极化的计算以及磁性电子/空穴气体。讨论了自旋极化率与Berry曲率的关系。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Perpendicular magnetic anisotropy and Dzyaloshinskii-Moriya interaction at an oxide/ferromagnetic metal interface
我们报告的研究在氧化物/铁磁金属（FM）界面，即BaTiO 3（BTO）/CoFeB的垂直磁各向异性（PMA）和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（ESTA）。由于BTO膜的功能特性和精确控制其生长的能力，我们能够区分氧化物终止（TiO 2与BaO）的主导作用，从BTO膜中的铁电极化的适度影响，在PMA和PMA在氧化物/FM界面。结果表明，BaO-BTO/CoFeB结构的界面磁各向异性能比TiO 2-BTO/CoFeB结构的界面磁各向异性能大2倍，而TiO 2-BTO/CoFeB结构的界面磁各向异性能更大。我们通过第一性原理计算解释了所观察到的现象，认为这是由于氧化物/铁磁金属界面费米能级附近的不同电子态以及不同的自旋翻转过程造成的.这项研究为进一步研究PMA和PMA在各种氧化物/FM结构，从而在有前途的节能器件领域的应用铺平了道路。
2020-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Electrostatic Control of Oxide Interfaces
我们开发了一个强大的和通用的平台，通过图案化的顶栅在氧化物界面定义纳米结构。以LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$为模型体系，研究了电子在导电界面纳米尺度区域的可控静电约束。出色的栅极响应、超低漏电流和长期稳定性使我们能够在室温至50 mK的不同器件几何形状下进行各种研究。使用分裂栅器件，我们证明了形成一个狭窄的导电沟道，其宽度可以通过施加适当的栅极电压可控地减少。我们还表明，一个单一的窄门可以用来诱导局部超导绝缘过渡。此外，在超导制度中，我们看到了门电压控制约瑟夫森效应的迹象。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
Strong electronic correlation and strain effects at the interfaces between polar and nonpolar complex oxides
极性LaAlO $_3$和非极性SrTiO $_3$层之间的界面已显示出各种电子和磁性相，如二维电子气，超导性，磁性和电子相分离。这些丰富的相是预期的，由于在这些复杂氧化物之间的界面处的电荷、自旋和轨道自由度之间的强相互作用，导致该系统中的电子重构。然而，到目前为止，所有这些新的性能已被广泛研究的基础上的界面，其中涉及一个极性的LaAlO $_3$层。为了研究ABO $_3$极性层A和B阳离子位点的作用，这里我们研究了极性/非极性氧化物的各种组合（NdAlO $_3$ /SrTiO $_3$，PrAlO $_3$ /SrTiO $_3$和NdGaO $_3$ /SrTiO $_3$）界面，其性质类似于LaAlO $_3$ /SrTiO TiO $_3$界面。我们的研究结果表明，所有这些新的接口也可以产生2DEG在他们的接口，支持的想法，电子重建是驱动机制的2DEG在这些氧化物界面的创建。此外，这些接口的电性能示出强烈的界面应变和极性层提供的强相关效应。我们的观察可能提供一种新的方法，以进一步调整在选定的极性/非极性氧化物界面的2DEG的属性。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric-Field Control of Quantum Tunneling Regimes in Focused He-Ion-Beam-Irradiated Oxide Interfaces
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）；University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Physikalisches Institut, Center for Quantum Science (CQ) and LISA+, University of Tübingen（蒂宾根大学物理学院量子科学中心与LISA+）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), CSIC–Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所（CSIC-萨拉戈萨大学））；Physikalisches Institut, University of Tübingen（蒂宾根大学物理学院）
通过聚焦氦离子束辐照氧化物界面，实现二维电子系统隧道场效应晶体管的制备，利用电场调控实现量子隧穿态的精准控制，为复杂氧化物界面功能工程提供新方法。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall
Visualizing quantum phenomena at complex oxide interfaces: an atomic view from scanning transmission electron microscopy
复杂氧化物界面是凝聚态物理和材料科学的研究热点之一。在过去的十年中，像差校正扫描透射电子显微镜和光谱学已被证明是非常宝贵的可视化和理解新兴的量子现象在接口。本文综述了近年来电子显微镜在界面探测方面的研究进展。具体来说，我们讨论了几个重要的挑战，电子显微镜，以提高我们对界面现象的理解，从变温，磁性，电子能量损失谱分析，电子对称性和缺陷探测的角度。
2021-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of Strong Two-Magnon Scattering in Heavy Metal/Ferromagnet/Oxide Heterostructures
通过改变重金属（HM）/铁磁体（FM）/氧化物异质结构（FM = Co，Ni_（81）Fe_（19），或Fe_（60）Co_（20）B_（20））中FM层上下的材料，实验研究了双磁振子散射（TMS）的起源.我们发现，HM/FM/氧化物系统中的强TMS主要出现在HM/FM界面，并增加与界面自旋轨道耦合和磁粗糙度在这个接口的强度。FM/氧化物界面处的TMS相对较弱，即使在该界面处的自旋-轨道耦合产生强界面磁各向异性的系统中也是如此。我们还认为，HM/FM界面处非均匀短波长磁振子的自旋电流激发可能是均匀模自旋轨道力矩的自旋记忆损失机制.
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of charge-spin conversion at oxide interfaces: The inverse spin-galvanic effect
我们评估了在LAO/STO异质结构中氧化物界面电子态的紧束缚模型中，外加电场引起的非平衡自旋极化。通过分析和数值方法相结合，我们调查如何自旋纹理的电子本征态由于自旋轨道耦合和反转不对称性的相互作用，确定作为一个函数的化学势或带填充的诱导自旋极化的符号，无论是在存在和不存在的局部障碍。对于后者，我们发现诱导自旋极化从零温度下的非单调行为演化到较高温度下的单调行为。我们的研究结果可以为解释最近的实验提供一个合理的框架。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Oxide superlattices with alternating p and n interfaces
氧化物超晶格的物理被认为是原始的（001）多层带绝缘体LaAlO3和SrTiO3交替p和n界面。第一性原理的结果和电容器板的模型提供了一个简单的范例，以了解其介电性能和绝缘体的金属过渡（IMT）在界面层厚度增加。绝缘界面的电荷被发现是从正式的离子电荷，而不是人口预测。不同的相对层厚度产生系统的自发极化，并允许操纵界面电子气。大的压阻效应可以从IMT对横向应变的敏感性获得。载流子密度被发现是理想的激子凝聚。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Phase diagrams of voltage-gated oxide interfaces with strong Rashba coupling
我们提出了一个模型的二维电子气形成在氧化物异质结构的界面，其中包括一个Rashba自旋轨道耦合成正比的电场取向垂直于界面。考虑到电子密度的依赖性，这个电场限制在界面处的电子气，我们报告的发生相分离不稳定性（信号由负压缩性）的自旋轨道耦合和电子带结构参数在零温度下的现实值。我们扩展到有限的温度和在存在一个平面内的磁场的分析，从而获得两个相图，表现出相分离圆顶。通过改变门控电位，相分离圆顶可以在零温度下收缩并消失到电荷动态波动的量子临界点。类似地，即使在零温度下，平面磁场也会破坏相分离，从而导致量子临界点线。
2014-06-05 cond-mat.mes-hall
Interface Design Beyond Epitaxy: Oxide Heterostructures Comprising Symmetry-forbidden Interfaces
本文提出一种基于薄膜转移、无需外延生长的新型界面制备方法，成功实现了对称性不匹配的蓝宝石与SrTiO3之间的原子级清洁界面，并观察到莫尔型重构，突破了传统外延的对称性限制。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Solution Monolayer Epitaxy for Tunable Atomically Sharp Oxide Interfaces
原子级尖锐界面的外延生长是纳米纤维的主要组成部分之一。这种接口对于包括晶体管、光伏电池和存储器组件在内的各种器件的操作至关重要。为了避免可能妨碍这种器件的操作的电荷陷阱，层必须是原子级尖锐的。原子级尖锐界面的制造通常需要超高真空技术和高衬底温度。我们在这里提出了一种新的自限性湿化学工艺从醇盐前体的外延层的沉积。这种方法是快速，廉价，并产生完美的接口，我们验证了各种分析技术。它允许半单位单元分辨率的异质结构的设计。我们证明我们的方法通过设计空穴型氧化物界面SrTiO 3/BaO/LaAlO 3。我们表明，通过这个接口的运输表现出混合电子空穴的贡献与空穴迁移率超过电子的属性。我们的方法和结果是朝着可控设计的p型氧化物界面的重要一步。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetism and spin-dependent transport at a complex oxide interface
复杂氧化物界面是研究低维相关电子现象的一个很有前途的平台，包括磁性和超导性。这些现象在复杂的氧化物界面的微观起源仍然是一个悬而未决的问题。本文首次研究了半绝缘NdTiO $_3$ /SrTiO $_3$（NTO/STO）界面的磁性，并首次对NTO/STO进行了毫开尔文研究。磁电阻（MR）揭示了本地铁磁秩序和自旋相关的热激活运输，这是定量描述了一个简单的唯象模型的签名。我们讨论了界面铁磁性的可能来源。此外，MR还显示了约10-100秒时间尺度上的瞬时滞后特征。我们证明，这些都是一致的外在的磁热起源，这可能是被误解在以前的报告中的磁性STO为基础的氧化物界面。这两个MR制度（稳态和瞬态）的存在突出了时间依赖性测量的重要性，区分签名的铁磁性从其他影响，可以在低温下产生滞后。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-quality Nano-patterning of Oxide Interfaces Using Transferred Gold Mask
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
提出一种无溶剂方法，结合高分辨率可转移薄金属掩模和富氧Ar+离子铣削，实现氧化物界面的清洁可控纳米图案化，并保持器件的高载流子迁移率等本征特性。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mind the Gap -- Imaging Buried Interfaces in Twisted Oxide Moirés
Cornell University（康奈尔大学）；Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福材料能源科学研究所，SLAC国家加速器实验室）；Stanford University（斯坦福大学）；University of Southern California（南加州大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）
本研究揭示了氧化物扭ronics中界面粗糙度对原子级接触的限制，并展示了电子ptychography在检测埋藏界面中的优势。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modelling dielectric loss in superconducting resonators: Evidence for interacting atomic two-level systems at the Nb/oxide interface
虽然有几个实验声称，非晶表面/界面中的两能级系统（TLS）缺陷是超导谐振器和量子比特中能量弛豫的原因，但没有一个实验能用传统的非相互作用TLS模型对其数据进行定量解释。在这里，提出了一个模型，插值之间的相互作用和非相互作用的TLS损耗角正切进行数值分析的实验数据和提取有关TLS参数及其分布的信息。作为一个证明的原则，该模型适用于TESLA腔，只包含一个单一的有损耗的材料在其内部，铌/铌氧化物界面。最佳拟合显示薄（5 nm）和厚（100 nm）氧化物的相互作用的TLS与尖锐的电偶极矩模量，表明TLS是“原子”，而不是“玻璃态”。所提出的方法可以应用于具有多个材料界面和衬底的其他器件，目的是阐明导致谐振器和量子比特中能量损失的TLS的性质。
2022-10-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Origin of two-dimensional electron gases at oxide interfaces: insights from theory
氧化物薄膜对界面和表面极性不连续性的响应由于其引起的各种有趣的效应而产生了巨大的活性。一个恰当的例子是在LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处发现了电子气，该电子气已经被证明是准二维的、可切换的、磁性的和/或超导的。尽管有这些发现，二维电子气的起源仍然存在很大争议，并且仍然存在几种可能的机制。在这里，我们回顾了主要提出的机制，并试图以定量的方式模拟预期的效果，更好地约束什么效果可以/不能解释所观察到的现象学的野心。我们这样做的现象学模型的框架内理解电子和/或氧化还原屏蔽氧化物异质结构中的化学电荷。我们还讨论了混合的效果，既保存和不保存的总化学计量。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Liquid-Gated High Mobility and Quantum Oscillation of the Two-Dimensional Electron Gas at an Oxide Interface
以离子液体为电介质的双电层晶体结构中的电场效应是研究不同材料中各种性质的有力手段。本文研究了离子液体辅助电场效应对LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（LAO/STO）界面二维电子气电输运性质的调制和极高的迁移率。通过改变栅电压，实现了载流子的耗尽和电子迁移率的提高，达到19380 cm $^2$ /Vs，导致了LAO/STO界面电导率的量子振荡.本研究结果表明，高迁移率的氧化物界面，表现出量子现象，可以通过离子液体辅助场效应。
2016-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evaluation of bulk-interface contributions to Edelstein magnetoresistance at metal/oxide interfaces
系统研究了在Cu/Bi 2 O3界面存在强自旋轨道相互作用的Co25 Fe 75/Cu/Bi 2 O3异质结中的Edelstein磁电阻效应.我们成功地观察到一个显着的依赖性的Edelstein MR上的铜层的厚度和温度，也开发了一个通用的分析模型，考虑到不同的体和界面的贡献自旋弛豫。我们的分析，基于上述模型，定量地说明了Rashba接口附近的自旋输运的一个独特的属性，揭示了一个突出的作用的自旋弛豫过程，通过确定的比例的自旋弛豫内部和外部的接口。我们进一步发现特征自旋输运不受温度的影响。我们的结果为探索自旋动量锁定二维态系统的输运提供了一个重要的工具。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic layer engineering of perovskite oxides for chemically sharp heterointerfaces
合成技术和材料理解的进步产生了氧化物异质结构，其具有在其成分中无法发现的有趣物理现象。在这些结构中，界面质量的精确控制，包括氧的化学计量，是至关重要的明确定制的界面特性，与沉积的第一单层是最重要的步骤，在形成一个明确的功能界面。在这里，我们研究了界面的形成和应变演化过程中的LaAlO3在SrTiO 3的脉冲激光沉积的初始生长，在寻找一种手段，用于控制的原子锐度的接口。我们的实验结果表明，在高氧气压力下生长的LaAlO3显着提高界面的不稳定性。因此，应变弛豫的临界厚度增加，有利于钙钛矿氧化物的相干外延。这提供了一个清晰的理解，在界面形成过程中的氧气压力的作用，并使氧化物异质结构的合成与化学更尖锐的界面。
2012-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles study of metal-induced gap states in metal/oxide interfaces and their relation with the complex band structure
我们开发了一个简单的模型来计算金属/绝缘体界面中的金属诱导的间隙态的能量依赖的衰减因子，考虑绝缘体间隙中的所有体复合带的集体行为。从模型（只考虑散装性能）和完整的第一性原理模拟的接口（包括明确的接口）的渗透长度之间的协议是好的。分析了电极和绝缘体极化对器件性能的影响。该方法简化了用于肖特基势垒或巨隧穿电阻和磁阻器件设计的筛选材料的过程。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insights on the mechanism of water-alcohol separation in multilayer graphene oxide membranes: entropic versus enthalpic factors
实验证据表明，氧化石墨烯（GO）可以是不可渗透的液体，蒸汽和气体，而它允许水分子的快速渗透。对过滤机制的理解主要来自于对水脱盐的研究，而很少有人致力于蒸馏酒精。在这项工作中，我们已经调查了分子水平的机制，乙醇/水分离内GO膜。通过一系列分子动力学和巨正则蒙特卡罗模拟研究了乙醇/水和甲醇/水通过由具有不同层间距值和含氧官能团数目的多层石墨烯基片组成的GO膜的分离。我们的结果表明，尺寸排阻和膜亲和性不足以解释的选择性。除此之外，GO 2D通道内形成稳固氢键网络的有利水分子排列和快速水扩散对于有效分离机制至关重要。换句话说，分离现象不仅受与膜的亲和力（亲合力机制）支配，而且主要受几何和尺寸因素（熵机制）支配。我们验证了具有最佳层间距的二维几何通道是设计更有效的醇-水分离膜的关键因素。我们的研究结果与现有的实验数据是一致的，并有助于澄清在GO膜中的受限醇/水的分离行为的重要方面。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Electron-Beam Writing of Atomic-Scale Reconstructions at Oxide Interfaces
提出利用STEM电子束在独立SrTiO₃薄膜与承载衬底间隙中原位写入离子键晶体的方法，实现原子级锐利界面重构，为非外延构筑新型氧化物异质结构提供新途径。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically ordered state at correlated oxide interfaces: the role of random oxygen defects
使用一个有效的一个带哈伯德模型与无序，我们认为相关的氧化物界面的磁性状态，其中有效的空穴自掺杂和磁有序状态出现由于电子和离子重建。利用相干势近似，分析了随机氧空位对二维磁性的影响。我们发现，随机空位增强铁磁有序状态，并稳定一个强大的磁化强度高于约c=0.1的临界空位浓度。在强关联制度，我们也得到了一个非单调增加的磁化后，空位浓度的增加和磁矩的大幅增加，这可以实现在氧还原高Tc铜酸盐接口。
2012-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Compact chromium oxide thin film resistors for use in nanoscale quantum circuits
我们报告的一系列薄氧化铬薄膜的电特性，直流溅射生长，以评估其适用性作为纳米电子学芯片电阻。通过增加氧掺杂的水平，氧化铬膜的室温方块电阻从28 $Ω/ \square$变化到32.6k $Ω/ \square$。研究了在液氦中冷却到4.2K时电阻的变化;在4.2K时，薄层电阻随组分从65 $Ω/ \square$到20 G以上$Ω/ \square$而变化。所有测量的膜在所有测量的温度下显示欧姆行为。对于用于使用硅纳米线进行量子相位滑移测量的片上器件，需要硅纳米线和氧化铬之间的界面。通过表征界面接触电阻，我们发现金中间层是有利的：氧化铬-金界面的比接触电阻率为0.15 m $Ω$ cm $^2$，远低于直接氧化铬-硅界面的值65 m $Ω$ cm $^2$。我们的结论是，这些氧化铬薄膜是适合用于纳米级电路作为高价值的电阻器，与电阻率可调的氧含量。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional electron systems in perovskite oxide heterostructures: Role of the polarity-induced substitutional defects
在钙钛矿氧化物如LaAlO 3和SrTiO 3的界面处的二维电子系统（2DES）的发现激发了在利用这种类型的氧化物异质结构设计界面功能方面的巨大努力。然而，它的基本起源仍然不清楚，例如共存的界面导电性和磁性的微观机制。在这里，我们报告了一个全面的光谱调查的深度剖面的2DES相关的Ti 3D界面载流子使用深度和元素的特定技术，驻波激发光电子能谱和共振非弹性散射。我们发现，一种类型的Ti 3d界面载流子，这引起的2DES是位于3个单位电池从n型界面的SrTiO 3层。出乎意料的是，另一种类型的界面载流子，这是极性诱导的Ti-on-Al反位缺陷，存在于相对的LaAlO 3层（~10 Ω）的前3个晶胞中。我们的研究结果提供了一个微观图片的本地化和移动Ti 3d界面载流子分布在整个接口，并建议在LaAlO 3/SrTiO 3接口的2DES和2D磁性有不同的解释，起源于不同类型的接口载流子。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser-Ablated Au Electrodes with Preferred Orientation and Flat Interface on Oxides
University of Kentucky（肯塔基大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文发现脉冲激光沉积可在氧化物上制备具有[111]择优取向和原子级平坦界面的金电极，增强附着力，实现单一平台集成高质量电极与氧化物薄膜。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Time-Reversal Symmetry Protected Transport at Correlated Oxide Interfaces
本文在无氧空位的LaAlO3/SrTiO3界面发现受时间反演对称性保护的子带，其输运沿具有Dirac拓扑和巨大Rashba自旋轨道耦合的准一维铁弹畴壁发生，为量子工程提供了新平台。
2025-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry phase engineering at oxide interfaces
凝聚态中的几何相位在拓扑输运现象中起着核心作用，如量子、自旋和反常霍尔效应（AHE）。与量子霍尔效应（其特征在于拓扑不变量和抗微扰性）相反，AHE依赖于费米能级处占据带的Berry曲率，因此对能带结构的细微变化高度敏感。过渡金属氧化物异质结构提供了一个独特的操作平台，在原子级尖锐的界面上，涌现电动力学的工程成为可能。我们证明了Berry曲率及其相应的矢量势可以通过相关巡游铁磁体SrRuO $_3$（SRO）的界面工程来操纵。AHE的测量揭示了两个界面可调自旋极化传导通道的存在。利用理论计算，我们表明，在SRO接口的AHE的可调谐性来自两个拓扑非平凡带之间的竞争。我们的研究结果表明，在氧化物界面的重建可以用来控制纳米尺度上的新兴电动力学，开辟新的路线自旋电子学和拓扑电子学。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen Electromigration and Energy Band Reconstruction Induced by Electrolyte Field Effect at Oxide Interfaces
电解质门控是一种强有力的手段，用于调整载流子密度和探索固体表面上的新特性的调制。然而，其机制，特别是其对氧迁移和氧化物异质结构处的静电荷的影响，仍然不清楚。本文通过电输运、X射线吸收光谱和光致发光光谱的测量，研究了SrTiO 3（STO）晶体与LaAlO 3（LAO）覆盖层之间缺氧界面上的电解质选通。我们发现，氧空位（Ovac）的选择性和不可逆的门控后，由于氧的电迁移在非晶LAO/STO界面，导致其界面能带结构的重建。由于Ovac的填充，非晶界面也表现出增强的电子迁移率和电导的量子振荡。此外，填充效果可以通过改变生长温度由LAO覆盖层的结晶度来控制。我们的研究结果揭示了电解质门控引起的不同效应，为理解电解质门控在掩埋界面上的机制提供了进一步的线索，也为构建高迁移率氧化物界面开辟了新的途径。
2018-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intrinsic spin-orbit torque arising from Berry curvature in metallic-magnet/Cu-oxide interface
本文报道了在金属磁体/CuO $_x$异质结中观察到的由Berry曲率引起的类内禀阻尼自旋轨道矩（SOT）。我们发现，一个强大的阻尼类SOT，一个数量级大于类场SOT，产生的异质结构中，尽管没有在CuO $_x$层的体自旋轨道效应。此外，通过调节界面氧化水平，我们证明了类场SOT的急剧变化，甚至切换其符号，这源于氧调制的自旋相关无序。这些结果提供了一个重要的信息，从根本上理解的SOTs的物理。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic proximity effect at the interface of two-dimensional materials and magnetic oxide insulators
本综述聚焦二维材料与磁性氧化物绝缘体界面的磁近邻效应，介绍了由磁交换和自旋轨道耦合引发的独特自旋现象，并展望了基于自旋输运的混合器件在信息存储与逻辑器件中的应用及挑战。
2023-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conducting interfaces between band insulating oxides: the LaGaO3/SrTiO3
我们表明，异质结构的LaGaO 3/SrTiO 3的生长产生了一个高导电界面的形成。我们的样品通过高分辨率电子显微镜进行了仔细分析，以评估其晶体完整性并评估界面的平整度。通过与LaAlO 3/SrTiO 3的载流子密度和方块电阻的比较，发现了它们的超导转变，这为拓宽极性-非极性界面的研究开辟了新的途径，对它们的物理基础提出了一些唯象的约束，并为通过选择合适的极性材料来调整它们的性质以适应未来的应用提供了可能。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale Electric Phenomena at Oxide Surfaces and Interfaces by Scanning Probe Microscopy
扫描探针显微镜用于研究和量化两类氧化物系统中的纳米级电学现象，即电活性晶界处的输运和铁电材料的表面行为。结合传统SPM的空间分辨率和常规电学测量的精度，发展了扫描阻抗显微镜（SEM）来研究界面的电容和局部C-V特性。SPM的SrTiO 3晶界结合变温阻抗谱和I-V测量允许找到和理论上证明电场抑制钛酸锶中的电活性界面附近的介电常数的影响。类似的方法被用来研究铁电性能和交流和直流输运行为在一些多晶氧化物。第二部分研究了局域电荷密度对铁电表面化学和物理性质的影响。用变温SPM法测定了吸附的动力学和热力学参数。压电响应力显微镜用于铁电表面上的畴图案的工程。铁电表面的局域光化学活性是一种新的制备金属纳米结构的工具。
2002-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent Spin-Filter at the interface between Ferromagnetic and Insulating Layered Oxides
我们报道了界面感应磁化对铁磁锰氧化物La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$和绝缘铜酸盐PrBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$组成的磁性隧道结输运性质的强烈影响。与通常观察到的隧道磁阻随温度降低而稳定增加相反，该系统在低温下表现出突然的异常降低。有趣的是，这种异常行为可以归因于锰氧化物接触的正自旋极化和界面诱导的Cu磁化的负自旋过滤器效应之间的竞争。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
