The Mott insulator LaTiO_3 in heterostructures with SrTiO_3 is metallic
结果表明，含SrTiO_3超晶格中的LaTiO_3不是莫特绝缘体，而是强关联金属。SrTiO_3衬底的四方晶格结构使Ti的3dt2g带宽度增加，t2g晶场相对于正交体相结构发生反转。利用基于有限温度多带精确对角化的动力学平均场论，我们证明了由于这些效应，局域库仑相互作用不足以在四元LaTiO_3中引起Mott跃迁。因此，这些异质结构的金属性不是界面性质，而是源于所有LaTiO_3平面。
2007-11-04 cond-mat.str-el
Infrared ellipsometry study of the photo-generated charge carriers at the (001) and (110) surfaces of SrTiO$_3$ crystals and the interface of corresponding LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
利用红外椭偏仪和直流电阻测量研究了SrTiO $_3$（STO）单晶的（001）和（110）面以及LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（LAO/STO）异质结构的相应界面的光掺杂。在裸STO晶体中，我们发现光生载流子在（001）表面附近积累，具有与先前在LAO/STO（001）异质结构中观察到的受限电子相似的深度分布和面载流子浓度。这些光生载流子的大部分在低温下在STO（001）表面处持续存在，即使在UV光再次关闭之后。这些持久的载流子似乎起源于在T* = 105 K时在所谓的反铁畸变转变以下发展的结构域边界处捕获的氧空位。这从STO（110）晶体中DC输运的相应光掺杂研究中是最明显的，对于STO（110）晶体，这些畴界的浓度可以通过施加弱单轴应力来修改。氧空位及其被缺陷捕获也是被限制在LAO/STO（110）异质结构的界面的电子的来源，该界面可能不具有如LAO/STO（001）中的极性不连续性。在前者中，氧空位的捕获和聚集也对载流子迁移率的各向异性具有强烈的影响。我们表明，这种各向异性可以很容易地改变，甚至通过各种手段，如温和的热处理，紫外线照射，甚至弱的单轴应力反转。我们的实验表明，扩展的缺陷，发展在很长的时间内（数周至数月），可以强烈地影响在LAO/STO（110）界面的限制载流子的响应。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin and Transport Signatures of Spin-Orbit Interactions in One- and Two-Dimensional SrTiO$_3$-Based Heterostructures
通过考虑原子自旋轨道耦合与表面或界面反转不对称性之间的相互作用，研究了SrTiO $_3$表面和LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面上Rashba自旋轨道相互作用的起源.我们发现，在一个简单的紧束缚模型，涉及三维$t_{2g}$带的钛离子，诱导的自旋轨道耦合在$d_{xz}$和$d_{yz}$带是立方的动量，而自旋轨道相互作用在$d_{xy}$带具有线性动量依赖性。我们还发现，在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的一维沟道中，所有能带的自旋轨道相互作用都是动量线性的.我们讨论了我们的研究结果的影响SrTiO $_3$表面和LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$接口上的传输实验。特别是，我们分析了一个给定的自旋-轨道相互作用项对磁输运的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$通过计算弱反局域化修正的电导和普遍的电导波动。
2013-06-10 cond-mat.str-el
On the resistance minimum in LaAlO$_3$/Eu$_{1-x}$La$_x$TiO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
本文研究了LaAlO $_3$ /Eu $_{1-x}$ La $_x$ TiO $_3$ /SrTiO $_3$结构，名义上x = 0，0.1，不同厚度的Eu $_{1-x}$ La $_x$ TiO $_3$层。我们观察到这两个体系都具有许多类似于以前研究的LaAlO $_3$ /EuTiO $_3$ /SrTiO $_3$和其它氧化物界面的性质，如Eu $_{1-x}$ La $_x$ TiO $_3$的1或2个晶胞的二维电子液体的形成，由Eu $_{1-x}$ La $_x$ TiO $_3$层厚度的增加驱动的金属-绝缘体转变;当用背栅电压驱动高于Lifshitz点的系统时，存在异常霍尔效应（AHE）;以及在单带区中低于Lifshitz点的薄层电阻的温度依赖性的最小值，这随着栅极电压的增加而变得更加明显。然而，尽管系统中可能存在磁性，但我们并不将该最小值归因于近藤效应，而是归因于SrTiO $_3$晶体的性质以及使用背栅时不可避免的电荷捕获效应。
2021-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Profiling the interface electron gas of LaAlO3/SrTiO3 heterostructures by hard X-ray photoelectron spectroscopy
用硬X射线光电子能谱学研究了$_3$ /$_3$异质结构的导电界面。从Ti~2 $p$信号及其角度依赖性，我们推导出电子气的厚度远小于4 nm的探测深度，载流子密度随LaAlO $_3$覆盖层数目的增加而变化。我们的研究结果指出，电子重建的LaAlO $_3$覆盖层的导电界面的驱动机制，并证实了最近的解释的超导基态的Berezinskiii-Kosterlitz-无源型。
2009-04-30 cond-mat.str-el
Electric field control of photoinduced effect in La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/LaTiO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructure
本文研究了300 K下光照和电场对La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（LSMO）薄膜电学性质的影响。利用它的电荷，自旋，轨道和晶格自由度，我们已经成功地表明，光和电场一起可以用来调整的锰氧化物系统的电阻状态。使用施加的栅极电压（Vg）和光，我们能够获得约+/-7.5%的电阻变化。此外，将超薄界面的LaTiO 3（LTO）层提供了宝贵的洞察力的光致效应的起源。观察到的光致效应归因于光激发下自旋电子，界面电荷注入和操纵的轨道占有取决于门电压和光波长。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable electronic and magnetic phases in layered ruthenates: SrRuO3-SrTiO3 heterostructure upon strain
层状复合材料是一类独特的系统，它表现出各种各样的电子和磁性特征，这些特征来自于竞争的能量标度。这些特征的核心是多轨道物理，特别是轨道选择行为。在这里，我们建议SrRuO 3-SrTiO 3异质结构是一个高度可调的平台，以获得各种紧急性能。利用密度泛函理论和动力学平均场论，我们深入研究了系统的轨道相关物理，并识别了竞争磁涨落。我们发现，外延应变驱动系统从Hund金属制度走向多轨道或轨道选择性莫特相。同时，由于与自旋密度波不稳定性的竞争，两种不同类型的静态磁性（铁磁性和棋盘形反铁磁性）被稳定化。
2022-08-11 cond-mat.str-el
Emergence of a ferromagnetic insulating state in LaMnO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures: The role of strong electronic correlations and strain
受LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中奇异铁磁绝缘态的实验结果的启发，我们采用从头算动力学平均场论计算了具有可比厚度的LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格的电子态和磁态.通过对Mn $3d$和Ti $3d$态的低能子空间进行投影，并解决了多杂质问题，我们的方法强调了Mn和Ti位的局域关联.我们发现，铁磁绝缘状态出现由于系统中的强关联的内在效应，与实验研究一致。我们还预测，由于电子相关性，新兴的二维电子气位于界面的LMO侧。这与DFT结果相反，DFT结果将电子气定位在STO侧。我们估计的过渡温度为顺磁铁磁相变，这可能是实验验证。重要的是，我们还澄清，外延应变是一个关键的成分出现的异国情调的铁磁绝缘状态。这从应变LaMnO $_3$系统的计算中变得清楚，也显示出在未应变的块体材料中看不到的铁磁性。
2020-03-20 cond-mat.str-el
Enhanced persistent photoconductivity in $δ$-doped LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ heterostructures
我们报道了在LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面上掺杂$_{3}$对LaMnO $_{3}$单层膜光电导（PC）态的影响.通过将样品暴露于石英灯的宽带光辐射和He-Cd激光的325和441 nm线来实现PC。随着LaMnO $_{3}$亚单层厚度的增加，纯LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面从金属到绝缘体的电输运的显著修改，我们还观察到光响应和弛豫时间常数的增强。讨论了基于缺陷团簇、随机势涨落和大晶格弛豫模型的PC的可能方案。对于纯$_{3}$ /$_{3}$，光电导似乎起源于钛衍生的$3d$带（特征为$e_{g}$）和O 2 p-Ti $t_{2g}$杂化带之间的带间跃迁。当引入分数层LaMnO $_{3}$时，能带结构发生显著变化。这里，光电导间隙内的Mn $e_{g}$带（高于费米能的$\approx1.5$ eV）导致光激发能的降低和总光电导性的增益。
2014-05-08 cond-mat.str-el
Anisotropic electronic transport and Rashba effect of the two-dimensional electron system in (110) SrTiO$_3$-based heterostructures
（110）Al $_2$ O $_{3-δ}$ /SrTiO $_3$异质结中的二维电子系统表现出各向异性的电子输运。沿$[001]$和$[1\bar{1}0]$方向分别观察到最大和最低的电导率和电子迁移率$μ$。对于T <30 K，薄层电阻和$μ$的各向异性同样导致明显的各向异性正常磁输运（MR）。当温度T<5 K，磁场B<2 T时，磁电阻以弱反局域化为主，尽管费米面具有较强的各向异性，但面内各向异性磁电阻（AMR）表现为双重非晶各向异性。然而，发现AMR幅度相对于电流方向是各向异性的，导致与平行于$[1\bar{1}0]$的电流I相比，电流I沿着$[001]$方向的AMR幅度大60%。紧束缚计算证明了各向异性Rashba诱导的带分裂与占主导地位的线性k-依赖。结合半经典玻尔兹曼理论的非晶AMR很好地描述，尽管各向异性的费米面。
2018-03-07 cond-mat.str-el
Electron Pairing and Nematicity in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanostructures
本文在准一维弹道 LAO/STO 纳米霍尔十字中发现无超导电子配对、反常霍尔效应与电子向列性三者直接关联，配对解对磁场与向列性转变重合，为 SrTiO₃ 基体系电子配对机制提供证据。
2022-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Surface acoustic wave generation and detection in quantum paraelectric regime of SrTiO$_3$-based heterostructure
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Pittsburgh Quantum Institute（匹兹堡量子研究所）；University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
在SrTiO₃基异质结的量子铁电态中，利用超导互指换能器在低温下产生和检测表面声波，揭示了铁弹性域壁演化与电机械耦合的关系。
2023-01-12 cond-mat.str-el
Anomalous orbital structure in a spinel-perovskite interface $γ$-Al$_2$O$_3$/SrTiO$_3$
在所有已报道的典型（001）取向钙钛矿异质结构中，二维电子气优先占据面内$d_\textrm{xy}$态。与此形成鲜明对比的是，通过共振软X射线线性二色性研究的尖晶石-钙钛矿异质结构$γ$ -Al $_2$ O $_3$ /SrTiO $_3$的电子结构，表明界面电子的优先占据是面外$d_\textrm{xz}$ / $d_\textrm{yz}$态。此外，应变的影响进一步证实，这种异常的轨道结构可以链接到界面处的改变的晶体场和界面结构单元的对称性破缺。我们的发现提供了另一条有趣的途径来设计具有确定性轨道对称性的涌现量子态。
2016-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-range electronic reconstruction to a $d_{xz,yz}$-dominated Fermi surface below the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
低维，对称性破缺和容易调制的载流子浓度引起新的电子相出现在氧化物界面。然而，这种重建的空间范围-即界面“深度”-仍然不清楚。研究LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构在以前未探索的载流子密度$n_{2D}\geq6.9\times10^{14}$ cm $^{-2}$，我们观察到一个Shubnikov-de Haas效应的小面内场，一个各向异性的三维费米表面的特点，优先$d_{xz,yz}$轨道占有延伸超过至少100纳米垂直于界面。在较高的$n_{2D}$下，体掺杂SrTiO $_3$的三维费米面同时出现量子振荡。我们区分掺杂钙钛矿异质结构中的三个区域：窄（$<20$ nm）2D接口住房超导性和/或其他新兴的阶段，电子各向同性区域远离（$>120$ nm）的接口和新的中间区域，界面接近renormalises相对于散装的电子结构。
2014-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Oxygen vacancies at the origin of pinned moments in oxide interfaces: the example of tetragonal CuO/SrTiO$_3$
获得一个准确的理论描述的涌现现象在氧化物异质结构是一个重大的挑战。最近，通过X射线磁性圆二色性测量，在四元CuO/SrTiO $_3$异质结构的Cu $L_{2,3}$ -边发现了有趣的顺磁自旋和钉扎轨道矩.使用第一性原理计算，我们提出了一个方案，解释了这两种类型的时刻，基于在TiO $_2$界面层中形成的氧空位。我们表明，在界面CuO层中出现了顺磁2D电子气。它在Ti $L_{2,3}$边缘是不可见的，因为Ti原子的价态保持不变。强烈的结构扭曲打破了本地和全球的四重旋转$C_4$对称性在界面导致面内钉扎的Cu轨道时刻接近的空缺。我们的研究结果，特别是钉扎的轨道矩，可能会影响其他系统，特别是一氧化物/二氧化物界面类似的金属-氧键长和弱自旋轨道耦合。
2022-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic interfaces in a CaTiO$_3$/LaTiO$_3$ heterostructure
几乎所有的氧化物二维电子气都是在SrTiO $_3$基异质结构中形成的，而对非SrTiO $_3$系统的研究则极为罕见。在这里，我们报告的实现二维电子气的CaTiO $_3$为基础的异质结构，CaTiO $_3$ /LaTiO $_3$，外延生长一层接一层的NdGaO $_3$（110）衬底上通过脉冲激光沉积。高质量的晶体和电子结构的特点是通过原位反射高能电子衍射，X射线衍射和X射线光电子能谱。电输运的测量验证了在CaTiO $_3$ /LaTiO $_3$超晶格中二维电子气的形成。结果表明，CaTiO $_3$ /LaTiO $_3$的室温载流子迁移率比CaTiO $_3$ /YTiO $_3$高近3倍，表明TiO $_6$八面体倾斜和旋转对二维电子气载流子迁移率的影响.由于掺杂的CaTiO $_3$是一种A位极性金属，我们的研究结果提供了一个新的路线，设计新颖的A位二维极性金属。
2018-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging GHz surface acoustic wave modes in electrostricted LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
研究通过表面声波实现量子传输中的精确电子操控，发现GHz频率声波在STO中具有低损耗特性，利用原子声力显微镜可视化声波模式，揭示电致伸缩机制。
2026-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.app-ph
